JP5159027B2 - An illumination optical system and an exposure apparatus - Google Patents

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Description

本発明は、一般には、照明光学系に係り、特に、被照明面における入射角度分布又は配向特性(「有効光源」や「σ内分布」ともいう。)の制御に関する。 The present invention generally relates to an illumination optical system, in particular, to control of the incident angle distribution or orientation characteristics on the illumination target surface (also referred to as "effective light source" and "σ distribution".). 本発明の照明光学系は、半導体素子や液晶素子、磁性材などの微細パターン製造におけるマイクロリソグラフィ用の露光装置に好適である。 The illumination optical system of the present invention, the semiconductor elements and liquid crystal elements, is suitable to the exposure apparatus for microlithography in micropattern manufacture of magnetic material.

フォトリソグラフィー技術を用いて半導体メモリや論理回路などの微細な半導体素子を製造する際に、レチクル(マスク)に描画された回路パターンを投影光学系によってウェハ等に投影して回路パターンを転写する投影露光装置が従来から使用されている。 When manufacturing a fine semiconductor device as a semiconductor memory and a logic circuit by using photolithography, projection for transferring a circuit pattern by projecting a wafer or the like circuit pattern drawn on a reticle (mask) by the projection optical system exposure apparatus has conventionally been employed. 近年の電子機器の小型化及び薄型化の要請から、電子機器に搭載される半導体素子の微細化への要求はますます高くなってきている。 The demand for smaller and thinner in recent years of electronic devices, demand for finer semiconductor devices to be mounted onto these electronic devices have become higher and higher. 高解像度を達成する一手段としては、投影光学系の開口数(NA)を増加することが知られている(高NA化)。 As a means to achieve high resolution, it is known to increase the numerical aperture of the projection optical system (NA) (namely, increasing NA).

また、高品位な露光を行うためには、被照明面(レチクル)に形成されたパターンに応じて最適な有効光源を形成する必要がある。 Further, in order to perform high-quality exposure, it is necessary to form an optimal effective light source according to a pattern formed on the surface to be illuminated (reticle). 有効光源分布は、例えば、ハエの目レンズの射出面近傍の強度分布を所望の形状(通常照明条件、輪帯照明条件、四重極照明条件)に調整することで実現している。 Effective light source distribution, for example, is realized by adjusting the intensity distribution near the exit plane of the fly-eye lens desired shape (normal illumination condition, an annular illumination condition, quadrupole illumination conditions) to. また、投影光学系のNA、コヒーレンスファクターσ(照明光学系のNA/投影光学系のNA)、及び、有効光源を変更し、様々な特性を持った工程のそれぞれに最適に設定するための手段を備えた投影露光装置が要求されている。 Also, NA of the projection optical system, a coherence factor sigma (NA of NA / a projection optical system of the illumination optical system), and, to change the effective light source, optimally set to means for the respective with various characteristics steps projection exposure apparatus equipped with is required.

近年の照明光学系は、様々な有効光源を形成するなどの機能の複雑化に伴って光路が長くなっている。 Recent illumination optical system, the optical path along with the complexity of functions, such as forming various effective light source is longer. このため、照明光学系を直線的に配置することは困難であり、露光装置を小型にするために折り曲げミラー(偏向ミラー)を利用して光路を折り曲げる必要がある。 Therefore, to linearly position the illumination optical system is difficult, an exposure apparatus using the mirror (deflection mirror) folded to the compact needs to bend the optical path. また、露光光の光量をモニターする一手段として、照明光学系にハーフミラーを配置し、その透過光/反射光をモニターすることも知られている。 Further, as a way of monitoring the amount of exposure light, a half mirror is arranged in the illumination optical system, it is also known to monitor the transmitted light / reflected light.

ある光束幅を有する露光光が折り曲げミラーやハーフミラーのある範囲に入射する場合を考えると、その範囲内では光束の入射角は場所によって異なる場合がある。 Considering the case of entering the range of the mirror and the half mirror folding exposure light having a certain beam width, the incident angle of the light beam within the range may be different depending on the location. 従来は、光束の入射角度に対するミラーの透過率/反射率の変動を設計技術により許容範囲に抑えていたが、微細化の要求から高NA化が進むにつれて許容範囲に抑えることができなくなってきた。 Conventionally, the mirror of the transmittance of incident angle of the light flux / a change of the reflectance was reduced to the allowable range by the design technology, it has become impossible to keep within the permissible range as high NA advances the demand for miniaturization . また、波長が250nm以下の光に対しては、ミラーを構成する膜材が限られてしまい、設計の自由度も限定されてきた。 Further, a wavelength for the light below 250 nm, film material constituting the mirror will be limited, it has been limited degree of freedom in design.

この結果、ミラーがない状態では所望の有効光源分布を形成できたものが、ミラーの透過率及び反射率特性によって有効光源分布が所望の分布にならなくなる。 As a result, in a state the mirror is nothing that could form a desired effective light source distribution, the effective light source distribution by transmittance and reflectance characteristics of the mirror can not be the desired distribution. これは、あるパターンの最小線幅を転写するために最適に設定されたコヒーレンスファクターσと異なるコヒーレンスファクターσで露光されることであり、設定した解像線幅(特に、最小線幅)が得られないという問題を招く。 The resulting This is to be exposed by optimally configured coherence factor σ different coherence factor σ to transfer the minimum line width of a pattern, the set resolution line width (in particular, the minimum line width) It is not cause the problem. また、ウェハに転写される線幅がパターンの水平方向と垂直方向で異なる「HV差」が発生し、歩留まりが低下するという問題が発生する。 Further, the line width is transferred to the wafer are different in the horizontal direction and the vertical direction of the pattern "HV difference" occurs, the yield is a problem that decreases.

更に、ラインアンドスペース(L&S)パターンが感光剤に作る干渉縞のコントラストはL&Sの回折光に対してP偏光であるときに低下し、特に、高NA化に伴って顕著になる。 Moreover, the contrast of the interference fringes line and space (L & S) pattern makes the photosensitive agent lowers when a P-polarized light with respect to the diffracted light L & S, in particular, becomes remarkable with an increase in NA of. このため、S偏光(即ち、光の電場ベクトルの振動方向がウェハ面に平行で光の進行方向に垂直な光)を利用した偏光照明が検討されている。 Thus, S-polarized light (i.e., the vibration direction of the light of the electric field vector of light perpendicular to the traveling direction of light is parallel to the wafer plane) polarized illumination using has been studied. ところが、S偏光とP偏光はミラーの透過率/反射率が異なるために同様にHV差が発生する。 However, S-polarized light and P-polarized likewise HV difference occurs because the transmittance / reflectivity of the mirror is different.

照明光学系における透過率分布の不均一性を解決する従来技術としては、例えば、特許文献1乃至3がある。 As a conventional technique for solving the non-uniformity of the transmittance distribution in the illumination optical system, for example, there are Patent Documents 1 to 3.
特開2002−0937000号公報 JP 2002-0937000 No. 特開2003−243276号公報 JP 2003-243276 JP 特開2002−75843号公報 JP 2002-75843 JP

特許文献1は、離散的な透過率分布を有する2枚のフィルターの相対角度を調節することによって透過率を補正することを提案しているが、相対角度の設定は実際に有効光源分布を測定するまでは分からないので調整に時間がかかり、また、透過率分布が離散的であるために補正精度が悪いという問題がある。 Patent Document 1 proposes to correct the transmittance by adjusting the relative angle of the two filters having a discrete transmittance distribution, the relative angle setting measures actual effective light source distribution until I do not know that it takes time to adjust, and the transmittance distribution is a problem of poor correction accuracy for discrete. 一方、特許文献2は、レンズの入射位置による透過率の不均一性の補正を目的としているが、ミラーの入射角度による反射率/透過率の不均一性は考慮していない。 On the other hand, Patent Document 2, although the purpose of correction of non-uniformity of the transmittance due to the incidence position of the lens, nonuniformity of the reflectance / transmittance due to the incidence angle of the mirror is not taken into consideration.

本発明の一側面としての照明光学系は、光源からの光束を用いて被照射面を照明する照明光学系であって、前記光源からの光束を変換し、前記被照射面とフーリエ変換の関係にある面において所定の光束形状を形成する光束形状変換手段と、前記光束形状変換手段からの光束を入射光として、有効光源を形成する有効光源形成手段と、前記被照射面とフーリエ変換の関係にある面の近傍に配置され、前記光束形状変換手段により変換された光束の一部を遮光する遮光部材を有し、 前記遮光部材は、前記光束形状変換手段と前記有効光源形成手段との間に配置されており、それぞれ独立して移動可能であり、中央に開口を形成するように設けられた複数の遮光部を有し、前記有効光源の形状の変更に応じて、前記複数の遮光部を移動することを The illumination optical system according to one aspect of the present invention, with a light beam from a light source to a illumination optical system for illuminating an illumination target surface, and converts the light beam from the light source, the relationship between the surface to be illuminated and the Fourier transform a light shaping means for forming a predetermined light beam shape in a plane that is at the light the light beam from the beam shaping means as an incident light, an effective light source forming means for forming an effective light source, the relationship between the surface to be illuminated and the Fourier transform disposed in the vicinity of the surface in having a light shielding member for shielding part of the light beam converted by the beam shaping means, said light blocking member, between the effective light source forming means and the light flux shape conversion unit placed by and, their respective movable independently, a plurality of light-shielding portions provided so as to form an opening in the center, in accordance with the change of the shape of the effective light source into the to move a plurality of shielding portions 徴とする。 And butterflies.

本発明の別の側面としての照明光学系は、光源からの光束を用いて被照射面を照明する照明光学系であって、前記光源からの光束を変換し、前記被照射面とフーリエ変換の関係にある面において所定の光束形状を形成する光束形状変換手段と、前記光束形状変換手段からの光束を入射光として、有効光源を形成する有効光源形成手段と、前記被照射面とフーリエ変換の関係にある面の近傍に配置され、前記光束形状変換手段により変換された光束の一部を遮光する遮光部材と、前記有効光源の偏光状態を設定する偏光設定手段とを有し、 前記遮光部材は、前記光束形状変換手段と前記有効光源形成手段との間に配置されており、それぞれ独立して移動可能であり、中央に開口を形成するように設けられた複数の遮光部を有し、前記有効光源の The illumination optical system of another aspect of the present invention, with a light beam from a light source to a illumination optical system for illuminating an illumination target surface, and converts the light beam from the light source, the illuminated surface and the Fourier transform a light shaping means for forming a predetermined light beam shape in the plane in a relationship, the light beam from the light shaping means as an incident light, an effective light source forming means for forming an effective light source, the illuminated surface and the Fourier transform disposed in the vicinity of the surface in relation includes a light shielding member for shielding, and a polarization setting means for setting a polarization state of the effective light source portions of the light beam converted by the beam shaping means, said light blocking member It is placed between the effective light source forming means and the light flux shape conversion unit, their respective movable independently plurality of light-shielding portions provided so as to form an opening in the center has, in the effective light source 状及び偏光状態のうち少なくとも一方の変更に応じて、前記複数の遮光部を移動することを特徴とする。 Jo and in accordance with at least one of the change of the polarization state, characterized by moving the plurality of light blocking portions.

本発明の別の側面としての照明光学系は、光源からの光束を用いて被照射面を照明する照明光学系であって、前記光源からの光束を変換し、前記被照射面とフーリエ変換の関係にある面において所定の光束形状を形成する光束形状変換手段と、前記光束形状変換手段からの光束を入射光として、有効光源を形成する有効光源形成手段と、前記被照射面とフーリエ変換の関係にある面の近傍に配置され、前記光源からの光束の一部を遮光する複数の遮光部材とを有し、 前記複数の遮光部材は、中央に開口を形成するように設けられ、前記光束形状変換手段と前記有効光源形成手段との間に、前記複数の遮光部材のうち少なくとも1つが配置されており、前記複数の遮光部材の各々は、前記照明光学系の光軸方向における互いに異なる位置に配置 The illumination optical system of another aspect of the present invention, with a light beam from a light source to a illumination optical system for illuminating an illumination target surface, and converts the light beam from the light source, the illuminated surface and the Fourier transform a light shaping means for forming a predetermined light beam shape in the plane in a relationship, the light beam from the light shaping means as an incident light, an effective light source forming means for forming an effective light source, the illuminated surface and the Fourier transform disposed in the vicinity of the surface in a relationship, and a plurality of light shielding members for shielding part of the light beam from the light source, the plurality of light shielding members are provided to form an opening in the center, the light flux between the effective light source forming means and shaping means, said at least one is arranged among the plurality of light blocking members, each of the plurality of light blocking members, different positions in the optical axis direction of the illumination optical system set on れ、前記照明光学系の光路に対して挿脱可能であることを特徴とする。 Is characterized in that it is a removably with respect to the optical path of the illumination optical system.

本発明の別の側面としての照明光学系は、光源からの光束を用いて被照射面を照明する照明光学系であって、前記光源からの光束を変換し、前記被照射面とフーリエ変換の関係にある面において所定の光束形状を形成する光束形状変換手段と、前記光束形状変換手段からの光束を入射光として、有効光源を形成する有効光源形成手段と、前記光源からの光束の一部を遮光し、前記被照射面とフーリエ変換の関係にある面の近傍において、前記照明光学系の光路に対して挿脱可能な第1の遮光部材と、前記被照射面とフーリエ変換の関係にある面の近傍に配置され、前記光源からの光束の一部を遮光し、それぞれ独立して移動可能な複数の遮光部を有する第2の遮光部材とを有し、 前記第1の遮光部材および前記第2の遮光部材の複数の遮光部 The illumination optical system of another aspect of the present invention, with a light beam from a light source to a illumination optical system for illuminating an illumination target surface, and converts the light beam from the light source, the illuminated surface and the Fourier transform a light shaping means for forming a predetermined light beam shape in the plane in a relationship, the light beam from the light shaping means as an incident light, an effective light source forming means for forming an effective light source, a portion of the light beam from the light source light-shielded, the in the vicinity of the surface in the relationship of the illuminated surface and the Fourier transform, the first light blocking member that removably with respect to the optical path of the illumination optical system, wherein the relationship between the irradiated surface and the Fourier transform disposed in the vicinity of a surface, and shading a part of the light beam from the light source, and a second light shielding member having a plurality of light shielding portions movable independently, the first light shielding member and a plurality of light shielding portions of the second shielding member 、中央に開口を形成するように設けられ、前記光束形状変換手段と前記有効光源形成手段との間に、前記第1の遮光部材および前記第2の遮光部材のうち少なくとも1つが配置されていることを特徴とする。 , Provided to form an opening in the center, between the effective light source forming means and the light flux shape conversion unit, at least one of which is disposed among the first light shielding member and the second shielding member it is characterized in.

本発明の別の側面としての照明光学系は、光源からの光束を用いて被照射面を照明する照明光学系であって、前記光源からの光束を変換し、前記被照射面とフーリエ変換の関係にある面において所定の光束形状を形成する光束形状変換手段と、前記光束形状変換手段からの光束を入射光として、有効光源を形成する有効光源形成手段と、前記被照射面とフーリエ変換の関係にある面の近傍に配置され、前記光源からの光束の一部を遮光する複数の遮光部材とを有し、前記光束形状変換手段と前記有効光源形成手段との間に、前記複数の遮光部材のうち少なくとも1つが配置されており、前記複数の遮光部材の各々は、それぞれ独立して移動可能な複数の遮光部を有し、前記複数の遮光部は、中央に開口を形成するように設けられていることを The illumination optical system of another aspect of the present invention, with a light beam from a light source to a illumination optical system for illuminating an illumination target surface, and converts the light beam from the light source, the illuminated surface and the Fourier transform a light shaping means for forming a predetermined light beam shape in the plane in a relationship, the light beam from the light shaping means as an incident light, an effective light source forming means for forming an effective light source, the illuminated surface and the Fourier transform disposed in the vicinity of the surface in a relationship, and a plurality of light shielding members for shielding part of the light beam from the light source, between said light beam shaping means and the effective light source forming means, the plurality of light shielding at least one of the members but are arranged, each of the plurality of light shielding members may have a independently plurality of light blocking portions being movable, the plurality of light shielding portions, so as to form an opening in the center the provided Rukoto 徴とする。 And butterflies.

本発明の別の側面としての照明光学系は、ミラーを有し、被露光体を露光する露光装置に使用され、光源からの光束を用いて被照射面を照明する照明光学系であって、前記被照射面に、前記光束の入射角分布として有効光源を形成する光束形状変換手段と、 前記照明光学系の光軸に沿って移動可能に配置される絞りとを有し、前記絞りは、前記被照射面と実質的にフーリエ変換の関係にある位置の近傍に配置されることを特徴とする。 The illumination optical system of another aspect of the present invention has a mirror, is used for the exposure apparatus that exposes an object, an illumination optical system for illuminating an illumination target surface with a light beam from a light source, the surface to be irradiated, a light shaping means for forming an effective light source as an incident angle distribution of the light beam, and a diaphragm movably disposed along an optical axis of the illumination optical system, the aperture characterized in that the is arranged near a position where the relationship of the illuminated surface and substantially the Fourier transform.

照明光学系110は、レチクル200を照明する光学系であり、レンズ、ミラー、オプティカルインテグレータ、絞り等を含む。 The illumination optical system 110 is an optical system that illuminates the reticle 200, and includes a lens, a mirror, an optical integrator, a stop, and the like. 本実施形態の照明光学系110は、光束形状変換手段120と、光束変更手段130と、結像光学系140と、折り曲げミラー112、150、151と、フィルター部材154と、ハエの目レンズ156と、可変絞り158と、集光光学系160と、ハーフミラー152と、検出部170と、マスキングブレード172と、結像光学系180とを有する。 The illumination optical system 110 of this embodiment includes a light shaping means 120, a light flux changing unit 130, an imaging optical system 140, a deflecting mirror 112,150,151, a filter member 154, a fly-eye lens 156 has a variable stop 158, a condenser optical system 160, a half mirror 152, a detector 170, a masking blade 172, and an imaging optical system 180.

折り曲げミラー112は、光源部110から射出された光を光束形状変換手段120に導光する。 Folding mirror 112 guides the light emitted from the light source unit 110 to the light shaping means 120.

光束形状変換手段120は、光源部110からの光を所定面(A面)において円形や輪帯形状、多重極状等必要に応じて所望の形状分布の光束に変更する。 Light shaping means 120 may be circular or annular shape the light from the light source unit 110 in a predetermined plane (A plane), if necessary multipole shape or the like is changed to luminous flux having a desired shape distribution. 即ち、A面は有効光源の基本形状を形成する面である。 Ie, A surface is a surface that forms the basic shape of the effective light source. A面での分布を基本形状とし、後述の光束変更手段130による形状変更や、倍率可変の結像光学系140による大きさ変更や、各位置に配置された絞り部材(例えば158)による制限等により、被照射面において所望の有効光源形状が形成される。 The distribution of the A surface as a basic shape, the shape may change or by the light flux changing unit 130 will be described later, the size change or by the imaging optical system 140 of the variable magnification, etc. limited by stop member arranged at each position (e.g., 158) Accordingly, the desired effective light source shape in the illuminated surface is formed.

光束形状変換手段120はフライアイレンズ、内面反射を用いた光学パイプ、回折光学素子等少なくとも1つ、もしくは、これらを組み合わせた複数のオプティカルインテグレータやリレー光学系、集光光学系、ミラー等から構成される。 Light shaping means 120 is a fly-eye lens, an optical pipe using internal reflections, at least one such as a diffraction optical element, or a plurality of optical integrator and the relay optical system combination thereof, the converging optical system, composed of a mirror, etc. It is. 本実施形態の光束形状変換手段120は、光学系121、123、126、オプティカルインテグレータ122、124、回折光学素子125a、125bを含む。 Light shaping means 120 of this embodiment includes optical systems 121,123,126, optical integrator 122, a diffractive optical element 125a, the 125b. ここで、図2は、光束形状変換手段120の概略構成図である。 Here, FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a light shaping means 120.

光学系121は、シリンドリカルレンズなどにより構成され、入射光束をほぼ円形もしくは正方形状等の所望の大きさの光束に変更する。 The optical system 121 is constituted by such a cylindrical lens, to change the desired size of the light beam substantially circular or square shaped like an incident light beam. オプティカルインテグレータ122は、本実施形態では2次元的に微小レンズを配列した、もしくはそれと等価な効果を持つハエの目レンズから構成され、光学系123を介して、オプティカルインテグレータ124の入射面を均一に照明する。 The optical integrator 122, an array of two-dimensionally micro lens in the present embodiment, or consist fly-eye lens with an equivalent effect, through an optical system 123, a uniform entrance surface of the optical integrator 124 lighting to. オプティカルインテグレータ124の入射面における光分布形状は、オプティカルインテグレータ122を構成する微小レンズの開口数と光学系123の焦点距離により決定され、オプティカルインテグレータ122に入射する光束の分布によらず一定となる。 Light distribution shape on the incident surface of the optical integrator 124 is determined by the focal length of the aperture of the optical system 123 of the micro lenses of the optical integrator 122 becomes constant regardless of the distribution of the light incident upon the optical integrator 122.

オプティカルインテグレータ124は、本実施形態では2次元的に微小レンズを配列したもしくはそれと等価な効果を持つハエの目レンズから構成され、回折光学素子125a又は125bの入射面を均一に照明する。 The optical integrator 124 is, in the present embodiment is composed of fly-eye lens having a two-dimensionally or an equivalent effect an array of micro lenses, to uniformly illuminate the incident surface of the diffractive optical element 125a or 125b. オプティカルインテグレータ124の各領域から射出される光束は、全領域において、ほぼ同一のNA(光線広がり角度)を持った光束となる。 The light beam emitted from the respective regions of the optical integrator 124, in the entire region, the light beam having substantially the same NA (light spread angles).

回折光学素子125a及び125bは、不図示の駆動装置により切り替え可能に、オプティカルインテグレータ124の射出面近傍に設けられている。 Diffractive optical elements 125a and 125b are switchably by a drive device (not shown) is provided near the exit surface of the optical integrator 124. 回折光学素子の数は2つに限定されず、駆動装置は、例えば、ターレットのようにいずれか一の回折光学素子を光路上に配置可能な装置などである。 The number of the diffractive optical element is not limited to two, the drive, for example, positionable device on the optical path to any of the diffractive optical element as the turret, and the like. 回折光学素子は入射光を所望の角度分布に発散させる素子であり、その射出光角度分布が光学系126の後ろ側焦点面(所謂フーリエ変換面)に投影される。 The diffractive optical element is an element for diverging incident light into a desired angular distribution, the emitted light angle distribution is projected on the back focal plane of the optical system 126 (the so-called Fourier transform plane). A面は、このフーリエ変換面に相当する。 A surface corresponds to the Fourier transform plane. なお、フーリエ変換の関係とは、物体面と瞳面又は瞳面と像面の関係をいう。 Note that the relationship between the Fourier transform, it refers to the object plane and the pupil plane or the pupil plane and the image plane of the relationship.

オプティカルインテグレータ122及び124は、それぞれにおいて、入射側焦点(前側焦点)位置が入射面とほぼ一致する構成となっており、それぞれに入射する光線の角度が変動した場合でも、それぞれから射出される光束の角度特性は変化しない。 Optical integrator 122 and 124, in each incidence-side focal (front focal) position has almost coincides constituting an entrance surface, even if the angle of light rays incident on each varies, the light flux emitted from each of of angular characteristics do not change. 上記のような構成をとることにより、回折光学素子には、常に一定の角度特性の光線が入射することになり、例えば、光源からの光束が揺らいだりしても、A面は常に一定の光分布とすることができる。 By taking the above configuration, the diffractive optical element, always the rays of a certain angle characteristic is incident, for example, even if Dari shaky light beam from the light source, A surface is always constant light it can be a distribution. なお、オプティカルインテグレータ122及び124は、内面反射を用いた光学パイプ、回折格子、多光源形成手段を構成する光学要素が反射作用を持つミラーであるハエの目ミラー、若しくは、これらを組み合わせた複数のオプティカルインテグレータその他の均一化手段から構成されてもよい。 Incidentally, the optical integrator 122 and 124, an optical pipe using internal reflections, diffraction grating, eye mirror fly optical elements constituting the multi-source forming means is a mirror having a reflecting action, or a plurality of a combination of these the optical integrator may be composed of other uniformizing means.

オプティカルインテグレータ124と回折光学素子は、所定量離れた間隔で配置され、オプティカルインテグレータ124を構成する隣接する微小レンズからの光束が、一部で重なる程度に設定されている。 Optical integrator 124 and the diffractive optical element is disposed at a predetermined amount of separation intervals, the light beam from the adjacent micro lenses constituting the optical integrator 124 is set to such an extent that overlaps a part. また、オプティカルインテグレータ122と光学系123を介した光束でオプティカルインテグレータ124を照明することにより、回折光学素子に平均的に光を照射し、光の集中を防止することができる。 Also, by illuminating the optical integrator 124 with a light beam through the optical integrator 122 and the optical system 123, on average, by irradiating light to the diffractive optical element, the concentration of light can be prevented. 例えば、ArFレーザーを光源とし、回折光学素子を石英で製作した場合、その一部への照射エネルギー密度が大きいと、回折光学素子が損傷してしまう。 For example, an ArF laser as a light source, when the diffractive optical element was manufactured in the quartz, the irradiation energy density of the to some large, the diffractive optical element is damaged. その防止策としてこのような構成がとられている。 Such an arrangement is taken as a preventive measure.


オプティカルインテグレータ122と光学系123を介した光束でオプティカルインテグレータ124を照明する理由の1つとして、A面における入射光束の配光特性を一定にすることができるということもある。 One reason that illuminates the optical integrator 124 with a light beam through the optical integrator 122 and the optical system 123, sometimes referred to can be made constant light distribution characteristics of the incident light beam in the A plane. オプティカルインテグレータ122や光学系123がない場合でもA面では一定の照度分布を得ることができるが、インテグレータ124に入射する光分布が変化するとA面における入射光束の配光特性(入射角度分布)が変化する。 Although the A side even if there is no optical integrator 122 and the optical system 123 can obtain a constant illuminance distribution, the light distribution characteristic of the incident light beam at surface A when the light distribution changes incident on the integrator 124 (incident angle distribution) Change. これは、それ以降の光学系やその収差によって、レチクル200面における入射光線の角度分布が若干なりとも変わってしまうことを意味する。 This is because the subsequent optical system and the aberration, the angular distribution of the incident light on the reticle 200 surface is meant that would change also Nari slightly. つまり、光源から入射する光の変動や機差があっても、A面においては、回折光学素子を切り替えない限り、常に一定の制御された光分布及び入射角度分布になるように本構成がとられている。 In other words, even change and instrumental error of the light incident from the light source, in the A side, unless switch the diffractive optical element, is always present configuration such that a constant controlled light distribution and incident angle distribution DOO It is. なお、本実施形態の光束形状変換手段120は、ダブルインテグレータの構成であるがトリプルインテグレータの構成を使用してもよい。 The light shaping means 120 of this embodiment is configured of a double integrator may use a configuration of a triple integrator.

A面にできるパターンは、回折光学素子のフーリエパターン(光を垂直にNA=0で入射したときにフーリエ変換面に形成されるパターン)と、回折光学素子に入射する光線の角度分布をコンボリューションした結果となる。 Pattern that can be A plane is a Fourier pattern of the diffractive optical element (pattern formed on the Fourier transform plane when incident with vertically NA = 0 Light), convolution the angular distribution of light rays incident on the diffractive optical element the result. 従って、A面での分布を所望の分布に近づけるには、オプティカルインテグレータ124からの射出光のNAはできるだけ小さくしておくことが望ましい。 Therefore, the closer the distribution of the A side to the desired distribution, NA of light emitted from the optical integrator 124 is desirably kept as small as possible. このため、光学系121から射出された光線のNA×径をできるだけ保存して回折光学素子まで伝達することが望ましい。 Therefore, it is desirable to transmit to save as much as possible NA × diameter of the light beam emitted from the optical system 121 to the diffraction optical element. 回折光学素子を切り替えることにより、A面には、例えば、円形や輪帯形、多重極状の分布を形成することができる。 By switching the diffractive optical element, the A side, for example, it is possible to form a circular or Wataikatachi, multipole shaped distribution. 回折光学素子の設計により、例えば、4重極等の多重極における各極の領域の強度を違った状態にすることも可能である。 The design of the diffractive optical element, for example, it is also possible to state differently the intensity of region of each pole in a multipole such as a quadrupole.

図1に戻り、A面近傍には、円錐型光学素子132や間隔変更可能な円錐型光学素子134、不図示の平行平面板や適当な形状の絞り部材(例えば輪帯開口絞りや4重極開口絞りや円形絞り等)、4角錐型光学素子や屋根型光学素子等、または倍率を変更するための拡大/縮小ビームエキスパンダーなど、光束形状変換手段120により基本形状に変更された光束をさらに変更するための光束変更手段130が切り替え可能に光軸上に配置されている。 Returning to Figure 1, in the vicinity A plane, conical optical element 132 and spacing changeable conical optical element 134, the plane parallel plate or suitable shape (not shown) the diaphragm member (e.g., annular aperture stop and quadrupole an aperture stop and a circular stop, and the like), further changes the 4-pyramidal optical element or roof-type optical elements and the like, or the like enlargement / reduction beam expander for changing the magnification, the light beam is changed to the basic shape by the light shaping means 120 light adjusting means 130 for is located can be on the optical axis changeover. 光束変更手段130は光路から待避することもできるし、これらのうちの複数を同時に光軸上に配置することも可能である。 Light adjusting means 130 can either be retracted from the optical path, it is also possible to arrange a plurality of simultaneously on the optical axis of these.

円錐型光学素子132は、入射面が凹型の円錐状、射出面が凸型の円錐状の光学素子であり、例えば、A面における基本形状が円形の時、光軸上に配置された場合に輪帯状の光束を形成する。 Conical optical element 132 is incident surface concave conical, a conical optical element exit surface convex, for example, when the basic shape is a circle in the A plane, when placed on the optical axis to form a light flux of the ring-shaped.

円錐型光学素子134は、入射面が凹型の円錐状、射出面が平面の光学素子134aと、入射面が平面、射出面が凸型の円錐状の光学素子134bから構成される。 Conical optical element 134, incident surface concave conical, the optical element 134a of the exit surface plane, flat incident surface, exit surface is composed of conical optical element 134b convex. A面における基本形状が円形の時、円錐型光学素子134が光軸上に配置されている場合には、輪帯形状の光束が形成され、光学素子134aと光学素子134bの間隔を変えることにより、輪帯形状の光束(輪帯比)や大きさを変えることができる。 When the basic shape of a circular in A plane, when the conical optical element 134 is disposed on the optical axis, is formed light beam annular shape, by changing the distance between the optical elements 134a and the optical element 134b You can change the optical beam (annular ratio) and size of the annular shape. 円錐型光学素子134をこのような構成とすることにより、より小さいスペースで効率的に輪帯形状の光束を形成することが可能となる。 By the conical optical element 134 with such a configuration, it is possible to form a light flux efficiently annular shape with a smaller space. また、A面における基本形状が例えば4重極状や2重極状の場合、その内径、外径を変更することが可能である。 Further, if the basic shape, for example, quadrupole shape and a dipole shape in the A-plane, it is possible to change its inner diameter, an outer diameter.

例えば、図2に示した回折光学素子を適宜選択することにより、A面において円形(図3(a))の分布を形成している時、光学素子134aと光学素子134bの間隔を変えることにより、図3(b)及び図3(c)に示すように、その輪帯の形状(輪帯比)や大きさを変更することができる。 For example, by appropriately selecting the diffractive optical element shown in FIG. 2, when forming a distribution of circular (FIG. 3 (a)) in the A plane, by changing the distance between the optical elements 134a and the optical element 134b as shown in FIG. 3 (b) and FIG. 3 (c), the can change the shape (annular ratio) and size of the zones. 図2において別の回折光学素子を選択することにより、A面において輪帯(図4(a))の分布を形成している時、光学素子134aと光学素子134bの間隔を変えることにより、図4(b)及び図4(c)に示すように、その輪帯の形状(輪帯比)や大きさを変更することができる。 By selecting a different diffractive optical element in FIG. 2, when forming the distribution of the annular band (FIG. 4 (a)) in the A plane, by changing the distance between the optical elements 134a and the optical element 134b, FIG. 4 (b) and as shown in FIG. 4 (c), it is possible to change the shape (annular ratio) and size of the zones. 図2において更に別の回折光学素子を選択することにより、A面において四重極(図5(a))の分布を形成している時、光学素子134aと光学素子134bの間隔を変えることにより、図5(b)及び図5(c)に示すように、その四重極の比率や大きさを変更することができる。 By further selecting a different diffractive optical element in FIG. 2, when forming a distribution of the quadrupole (FIG. 5 (a)) in the A plane, by changing the distance between the optical elements 134a and the optical element 134b as shown in FIG. 5 (b) and FIG. 5 (c), the it is possible to change the ratio and size of the quadrupole.

また、後述するように、結像光学系140は変倍光学系であるのでその倍率と絞り158の開口径を変えることにより、光束変更手段130が形成する輪帯比に限らず、より大きな輪帯比(例えば、2/3輪帯、3/4輪帯等)の所望の大きさを有する有効光源を形成することができる。 As described later, the imaging optical system 140 are the variable magnification optical system by changing the aperture diameter of the stop 158 and its magnification is not limited to the annular ratio to the light flux changing unit 130 to form a larger circle band ratio (e.g., 2/3 annular, 3/4-wheel band, or the like) can form an effective light source having a desired size.

円錐型光学素子134を使用した場合には、ハエの目レンズ156には光線の入射角の制限を満足する必要がある。 When using a conical optical element 134, the fly-eye lens 156 is required to satisfy the limit of the angle of incidence of the light beam. 入射する光線の角度がある角度を超えてしまうと、その光線は不要光となるだけではなく、有効光源の形状が崩れたり、照度ムラが発生したりする。 If exceeds an angle with the angle of the incident light beam, the light beam is not only unnecessary light, or collapsed shape of the effective light source, illuminance unevenness or generated. このため、光学素子134a及び134bの間隔、結像光学系140の倍率を、ハエの目レンズ156への入射角度の制限を超えない範囲に設定すると共に絞り158の開口径を変更して外径を小さくすることにより、輪帯比を変更することが有効である。 Therefore, the outer diameter spacing of the optical elements 134a and 134b, and the magnification of the imaging optical system 140, to change the aperture diameter of the diaphragm 158 and sets the range not exceeding the limit of the incident angle to the fly-eye lens 156 by the smaller, it is effective to change the annular ratio. これは、輪帯照明のみに限らず、4重極状、若しくは、2重極状の照明に関しても適用可能である。 This is not limited to the annular illumination, quadrupole shape, or can be applied with respect to dipole-like illumination.


光学素子134a及び134bの円錐状の面の角度は、ほぼ同一角度になっている。 Angle of the conical surface of the optical element 134a and 134b is substantially the same angle. 同一角度にすることにより、光束形状変更手段122の射出光束の角度増加を抑え、後段の光学系での光束のけられを最小限にすることができる。 By the same angle, suppress the angle increase in the light flux of the light beam shape changing means 122, it can be minimized vignetting of the light beam in the subsequent optical system. 後段の光学系に角度的な余裕がある場合には、必ずしも同一角度にする必要はなく、例えば、輪帯幅を小さくするために角度を変えてもよい。 If there is angular margin in the subsequent stage of the optical system is not necessarily the same angle, for example, it may be at different angles in order to reduce the annular width.

円錐型光学素子134と同様に、入射型の光学素子の入射面を凹型の四角錐面、射出側の光学素子の射出面を凸型の四角錐面とした間隔可変の四重極変換素子や、同様に、三角屋根型の二重極変換素子を適用することも可能である。 Like the conical optical element 134, the incident surface of the concave quadrangular conical surface of the incident-type optical element, pitch adjusting quadrupole conversion element with convex quadrangular pyramid surface and exit surface of the optical element on the exit side Ya Similarly, it is also possible to apply a triangular roof type dipole converting element. 光束変換手段130を使用せずに、光束形状変換手段120で形成した形状を維持してもよい。 Without using the light beam converting means 130, the shape may be maintained formed by light shaping means 120. このように、光束形状変換手段120及び光束変更手段130の光学素子を組み合わせることにより、様々な形状分布の光束をA面近傍に実像もしくは虚像として形成することができる。 Thus, by combining the optical elements of the light shaping means 120 and the light adjusting means 130 can be formed as a real image or a virtual image of the light flux of various shapes distributed in the vicinity A surface.

A面上に形成された形状もしくは、光束変更手段130により所望の形状に変更された光束は、倍率可変の結像光学系140により倍率が変更され、後述するフィルター部材154を経て、ハエの目レンズ156の入射面に投影される。 Formed on the A surface shape or, the light beam is changed into a desired shape by the light flux changing unit 130 changes the magnification by the magnification varying imaging optical system 140, through the filter member 154 to be described later, a fly-eye It is projected on the incident surface of the lens 156. 結像光学系140は、本実施形態ではレンズ142、144及び146を含むが、レンズの数は限定されない。 The imaging optical system 140, in the present embodiment includes a lens 142, 144 and 146, the number of lenses is not limited.

ハエの目レンズ156の入射面において、所定面Aの光量分布が収差なく結像した場合、光強度分布の輪郭がはっきりとしてしまう。 In the entrance surface of the fly-eye lens 156, the light amount distribution of the predetermined surface A may imaged without aberrations, the outline of the light intensity distribution will be clearly. この場合、被露光面であるプレート400上において照度ムラや有効光源の画面内不均一性が発生する。 In this case, screen non-uniformity of illuminance unevenness and the effective light source are generated on the plate 400 is a surface to be exposed. 従って、所定面Aとハエの目レンズ156の入射面との結像関係は、ある程度収差がある状態(デフォーカスを含む)で結像していることが望ましい。 Therefore, an imaging relationship between the predetermined surface A and the incident surface of the fly-eye lens 156 is desirably imaged in a state where there is some aberrations (including defocus). 但し、ハエの目レンズ156を構成するレンズ(微小レンズ)が多数あり、照度ムラ等への影響が小さい場合にはこの限りではない。 However, there lens (micro lens) is a number which constitutes the fly-eye lens 156, this does not apply if the influence of the illuminance unevenness is small.

ハエの目レンズ156は、入射光束により、その射出面近傍に複数の光源像(2次光源)を形成し、レチクル200面を均一に照明する。 The fly-eye lens 156 is the incident light beam, the forming the exit surface a plurality of light source images in the vicinity (secondary light source), and uniformly illuminates the reticle 200 surface. 複数の光源像が形成される面の近傍(B面)には、径可変(切り替えも含む)の絞り158が配置されている。 In the vicinity of the surface in which a plurality of light source images are formed (B side), the aperture 158 of diameter varying (including switching) is disposed. なお、複数の光源像が形成される面(ハエの目レンズを構成する微小レンズの後ろ側集光点面)は比較的光束のエネルギー密度が高いため、その面に対して若干デフォーカスした位置(−数mm乃至+数mmの範囲内の位置)に絞り158を配置する。 Incidentally, (rear focal point surface of the micro lens forming the eye lens) surface in which a plurality of light source images are formed is relatively energy density of the luminous flux is high, position slightly defocused relative to the surface placing the diaphragm 158 to the - (position within the range of a few mm to + several mm). ただし、絞り158が、そのエネルギー密度の高さに耐えうる場合には、複数の光源像が形成される面に一致させてその絞り158を配置してもよい。 However, the diaphragm 158, when the withstand height of the energy density may place the aperture 158 is aligned with the surface on which a plurality of light source images are formed.

絞り158と開口絞り310は、光学的にほぼ共役な位置に配置されている。 Stop 158 and aperture stop 310 is located in an optically approximately conjugate position. 絞り158の射出面側において、ハエの目レンズ156及び絞り158により形成される多光源の形状の開口絞り310の位置での像が、プレート400面上の各点における照明光の形状(有効光源形状)となる。 In the diaphragm 158 emitting side of the image at the position of the aperture stop 310 in the form of a multi-light source formed by the eye lens 156 and the aperture 158 of the flies, the shape of the illumination light at each point on the plate 400 surface (effective light source a shape).

複数の光源像からの光束のうち、絞り158により制限されない光束が集光光学系160によりマスキングブレード172が配置される面を効率よく照明する。 Among the light beams from the plurality of light source images, the light beam is not limited by the diaphragm 158 illuminates efficiently face masking blade 172 is positioned by the condensing optical system 160. マスキングブレード172は、結像光学系180によりレチクル200が配置される面と光学的に共役な位置に配置され、レチクル200面上における被照明領域を決定する。 Masking blade 172 by the imaging optical system 180 is disposed on a surface optically conjugate with the position the reticle 200 is arranged to determine the illuminated area on the reticle 200 surface on. 集光光学系160は本実施形態ではレンズ162及び164を含み、結像光学系180は本実施形態ではレンズ182及び184を含むが、これらのレンズの数は限定されない。 Condensing optical system 160 includes lenses 162 and 164 in the present embodiment, the imaging optical system 180 in the present embodiment includes a lens 182 and 184, the number of these lenses is not limited.

集光光学系160のレンズ162及び164の間にはハーフミラー152が配置されている。 A half mirror 152 is disposed between the lens 162 and 164 of the converging optical system 160. ハーフミラー152は入射光束を反射光と透過光に分割し、その一方をレチクル200への照明光に、もう一方をレチクル200に入射する露光量を検出器170にて間接的にモニターするような構成となっている。 Half mirror 152 divides the incident beam into reflected light and transmitted light, a while the illumination light to the reticle 200, such as to indirectly monitored by the detector 170 the exposure amount that enters the other on the reticle 200 and it has a configuration. ハーフミラー152及び検出器170の配置は図1に示す限りではなく、光源部102からマスキングブレード172の間の光路中に配置されていればよい。 Arrangement of the half mirror 152 and detector 170 are not as long as shown in FIG. 1, it may be arranged from the light source unit 102 in the optical path between the masking blade 172. レチクル200の近傍には、レチクル200と投影光学系300との間に挿入及び取り出しが可能で、有効光源分布を測定するための検出部190が設けられている。 In the vicinity of the reticle 200, it can be inserted and taken out between the reticle 200 and the projection optical system 300, detector 190 for measuring the effective light source distribution is provided.

本実施例においては、図2に示す回折光学素子からプレート400面に到る光路は、図1に示すように、1つの平面内に収まるように折り曲げミラー150、151及びハーフミラー152を配置している。 In the present embodiment, the optical path reaching the plate 400 surface from the diffractive optical element shown in FIG. 2, as shown in FIG. 1, arranged one folded to fit within the plane mirror 150, 151 and the half mirror 152 ing. この結果、後述するように、フィルター部材154の構成を簡単にすることができる。 As a result, it is possible, as described below, to simplify the structure of the filter member 154.

以下、フィルター部材154及びσ形状補正機構128について説明する。 The following describes the filter member 154 and the σ shape correction mechanism 128.

まず、図1を参照して、ミラー150乃至152がもたらす照明光学系110の透過率分布が不均一性について説明する。 First, referring to FIG. 1, the transmittance distribution of the illumination optical system 110 to mirror 150 through 152 results will be described heterogeneity. 図1において、紙面に平行な断面で見た時の主光線a及び所定のNAを持った光線b及びcについて、折り曲げミラー150及び151やハーフミラー152がないときには、光線b及びcは光軸対称であり、A面からレチクル200面に到る光路中にて両者の透過率に差はない。 In Figure 1, the light beam b and c having a principal ray a and a predetermined NA when viewed in a section parallel to the plane, in the absence of folding mirrors 150 and 151 and half mirror 152, light beam b and c is the optical axis symmetrical, there is no difference in the transmittance between the two by the optical path extending from the surface a to the reticle 200 surface. また、これらのミラーがあっても各ミラーがある領域において光線b及びcが平行であれば、やはり光線b及びcの透過率に差は生じない。 Further, if even with these mirrors are parallel rays b and c is in the region of each mirror, there is no difference in the transmittance of the still rays b and c.

しかし実際には、設計の制約(スペースや収差の最適化)により、ミラー150、151及びハーフミラー152に入射する角度を厳密に同一にすることは難しい。 However, in practice, by the design constraints (optimization space or aberration), it is difficult to strictly the same angle of incidence on the mirror 150, 151 and the half mirror 152. これらの光学素子の透過率(反射率)に角度特性が出ない程度のコーティングが施されていれば問題はないが、波長250nm以下、特に、ArF(193nm)程度以下になると、コーティング物質も限られ、角度特性が出ないコーティングは難しい。 The angle characteristics transmittance of the optical elements (reflectance) of the degree of coating is no problem if subjected to come out, wavelength 250nm or less, in particular, at the most about ArF (193 nm), the coating material also limited It is, coating the angle characteristics are not out is difficult. 従って、光線a乃至cのA面からレチクル200面までの透過率に差が発生することになる。 Therefore, the difference in the transmittance from the A side of the ray a through c until the reticle 200 surface is generated.

図6は、その透過率の一例を示したグラフである。 Figure 6 is a graph showing an example of the transmittance. また、図7は、σ分布内の2次元的な透過率例を表したものである。 Further, FIG. 7 is a representation of a two-dimensional transmittance examples of σ distribution. 図7における濃度は透過率分布が不均一であることを示している。 Concentration in Figure 7 shows that the transmittance distribution is uneven. A面において紙面と垂直な方向に位置する光線d及びeの各ミラーへの入射角は光線aのそれと殆ど変わらないため、図7に示すように、σ内透過率分布はX方向にほぼ一定であり、Y方向に変化する分布となる。 Since the incident angle to the mirror of rays d and e located direction perpendicular to the paper in the A face is almost the same as that of the light beam a, as shown in FIG. 7, the transmittance distribution σ is substantially in the X-direction constant , and the a distribution that varies in the Y direction. このため、A面においてXY対称な分布を形成しても、レチクル200面におけるσ分布はX方向に対してY方向の強度が弱い分布となる。 Therefore, even when forming the XY symmetrical distribution in the A plane, sigma distribution on the reticle 200 surface is Y-direction strength becomes weak distribution with respect to the X direction. このσ分布を使用して露光を行った場合、X方向のパターンとY方向のパターンで結像性能が変わってきてしまい、2方向のパターンで線幅差が発生する。 If exposure is performed using this σ distribution, will have changed imaging performance in a pattern of X-direction of the pattern in the Y direction, the line width difference in two directions of the pattern is generated. また、レチクル以降の投影光学系にミラーを用いるカタディオ光学系の場合、レチクル200面におけるσ分布が均一であっても、投影系ミラーによってウェハ400面におけるσ分布が不均一になり、X方向のパターンとY方向のパターンで結像性能が変わってきてしまい、2方向のパターンで線幅差が発生する。 Also, in the case of Katadio optical system using a mirror to the projection optical system after the reticle, even uniform sigma distribution on the reticle 200 surface, sigma distribution in the wafer 400 surface through the projection system mirror becomes uneven, in the X direction in the pattern of the pattern in the Y direction will have changed imaging performance, the line width difference in two directions of the pattern is generated.

即ち、瞳310までの透過率分布が均一ではないために、有効光源分布は均一にはならなくなる。 That is, in order transmittance distribution up pupil 310 is not uniform, the effective light source distribution is no longer become the uniform. かかる問題を解決する第1の手段として本実施形態では透過率分布を均一にするフィルター部材154を配置することにしている。 It is to place a filter member 154 to make uniform the transmission distribution in the present embodiment as the first means for solving such problems. 即ち、フィルター部材154は、照明系ミラー、投影系ミラーがもたらす透過率分布の不均一性をキャンセルするような透過率分布を有する。 That is, the filter member 154 has an illumination system mirror, the transmittance distribution that cancels the non-uniformity of the transmittance distribution of the projection system mirror brings.

フィルター部材154は、本実施形態では、ハエの目レンズ156の直前に配置されているが、この位置に限定されず、被照射面であるレチクル200面と実質的にフーリエ変換の関係にある位置(又は瞳310面と共役な位置)に配置されていればよい。 Filter member 154, in this embodiment, is located just before the fly-eye lens 156 is not limited to this position, it is substantially in the Fourier transform relationship reticle 200 surface and a surface to be irradiated position (or pupil 310 surface and the conjugate position) may be disposed on. 本実施形態は、瞳310までの透過率分布を均一にしようとしており、瞳310がレチクル200とフーリエ変換の関係にあり、ハエの目レンズ156の射出面が瞳310と共役だからである。 This embodiment is trying to uniform transmittance distribution up to the pupil 310, the pupil 310 is in the relationship of the reticle 200 and the Fourier transform, the exit surface of the fly-eye lens 156 is because the pupil 310 and conjugate. フィルター部材154は、ハエの目レンズ156の入射面もしくは射出面、又は、これらの面と光学的に共役な面の近傍に配置されることが可能である。 Filter member 154, entrance surface or the exit surface of the fly-eye lens 156, or can be arranged in the vicinity of these surfaces optically conjugate plane. フィルター部材154がハエの目レンズ156の入射面に配置されてもよい理由は、ハエの目レンズ156は、各レンズ素子においては、入射面と射出面とがフーリエ変換の関係であるが、ハエの目レンズ156全体では入射面と射出面(即ち、細分化の前後)において有効光源をほぼ維持しているからである。 Good reason be arranged on the incident surface of the filter member 154 is a fly-eye lens 156, a fly-eye lens 156, in the lens elements, but the entrance surface and the exit surface is a relationship of the Fourier transform, flies the entire eye lens 156 is because almost maintain an effective light source in the entrance and exit surfaces (i.e., before and after fragmentation). この意味で、フィルター部材154は、有効光源の基本形状を決定する面(A面)又はそれと光学的に共役な位置又はその近傍に設けられていれば足り、本出願において「被照明面と実質的にフーリエ変換の関係にある位置」は有効光源の基本形状を決定する面(A面)又はそれと光学的に共役な位置又はその近傍を含む概念である。 In this sense, the filter member 154 is sufficient if provided at or near its fundamental determining face (A surface) shape or a therewith optically conjugate of the effective light source, "surface to be illuminated virtually in this application Fourier position "on the relationship of the transformation is a concept including a basic shape determining surface (a plane) or a position optically conjugate with or near the effective light source manner.

図8(a)及び図8(b)に、異なる透過率分布を有するフィルター部材154a及び154bを示す。 FIG 8 (a) and FIG. 8 (b), the illustrated filter element 154a and 154b having different transmittance distributions. フィルター部材154aはその透過率がX軸に対称なものであり、フィルター部材154bは、それをY方向に若干オフセットをもたせたものである。 Filter member 154a is intended that the transmittance is symmetric to the X-axis, the filter member 154b is one which was imparted a slight offset in the Y direction. 図8における濃度は透過率分布を示しており、光線a乃至cの各ミラーによる反射率及び透過率差をキャンセルした分布になっている。 Concentration in Figure 8 shows the transmittance distribution, which is a distribution that cancels the reflectance and transmittance difference due to each mirror of rays a to c.

フィルター部材154により、瞳310における透過率分布はほぼ均一な分布もしくは回転対称な分布にすることができる。 The filter member 154, the transmittance distribution in a pupil 310 can be made substantially uniform distribution or rotational symmetric distribution. 照明光学系110の設計値(ミラーの反射特性、透過特性)により一意的にこの分布を決定して配置してもよい。 (Reflection characteristics of the mirror, transmission characteristics) design value of the illumination optical system 110 may be arranged to determine uniquely the distribution by. 代替的に、レチクル200面にてσ分布を検出部190が測定し、制御部500が複数のフィルター部材154の中から選択的に配置してもよい。 Alternatively, the detection unit 190 measures the σ distribution at the reticle 200 surface may be selectively placed out of the control unit 500 is a plurality of filter members 154. また、大きめのフィルター部材154を配置し、装置毎/照明状態毎にそれをY方向にシフトして、それぞれ最適な位置を求めて位置を決定してもよい。 Also, placing a larger filter member 154, and shifts it in the Y direction for each state machine for each / illumination may determine the position to seek the optimum positions.

フィルター部材154の透過率分布を決定する方法について、図9を参照して説明する。 Method for determining the transmittance distribution of the filter member 154 will be described with reference to FIG. ここで、図9は、フィルター部材154の透過率分布を設定するためのフローチャートである。 Here, FIG. 9 is a flowchart for setting the transmittance distribution of the filter member 154.

まず、ミラー150乃至152がない状態で照明光学系110が瞳310に均一な透過率分布を形成するように設計する(ステップ1002)。 First, the illumination optical system 110 mirrors 150 to 152 in the absence is designed to form a uniform transmittance distribution on the pupil 310 (step 1002). その際、光源部110から被照明面としてのレチクル200面に到る光路の光軸を1つの平面内に保つように配置することが好ましい。 At that time, it is preferable to dispose the optical axis of the optical path extending from the light source unit 110 to the reticle 200 surface as the surface to be illuminated to keep in one plane. これにより、フィルター部材154の構成を一方向のみへの濃度変化フィルターのように単純にすることができるからである。 This is because the structure of the filter member 154 can be as simple as a change in density filter in one direction only to.

次に、投影系ミラー、照明系ミラー150乃至152を挿入することによってミラーがもたらす透過率分布の不均一性をシミュレーションによって取得する(ステップ1004)。 Then, to acquire projection system mirror, the non-uniformity of the transmittance distribution of the mirror results by inserting an illumination system mirrors 150 to 152 by the simulation (step 1004). 透過率分布の不均一性は、ミラー150乃至152の挿入前後の透過率分布を比較することによって取得することができる。 Non-uniformity of the transmittance distribution can be obtained by comparing the insertion transmittance distribution of the front and rear of the mirror 150 to 152. 必要があれば、他の要因に基づく透過率の不均一性を取得する。 If necessary, to obtain the non-uniformity of the transmittance based on other factors.

次に、ステップ1004によって測定された、投影系ミラー、照明系ミラー150乃至152がもたらす透過率分布の不均一性を補正する透過率分布をフィルター部材154に設定する(ステップ1006)。 Next, as measured by step 1004, the projection system mirror, the transmittance distribution correcting the non-uniformity of the transmittance distribution of the illumination system mirrors 150 to 152 brings set the filter member 154 (step 1006).

例えば、図7において、光線a乃至eに対応する位置の透過率分布がそれぞれ95%、90%、90%、95%、95%であれば、これをキャンセルするように、光線a乃至eに対応する位置の透過率分布がそれぞれ相対的に90%、95%、95%、90%、90%になるような透過率分布をフィルター部材154に設定する。 For example, in FIG. 7, 95% transmittance distribution of the positions corresponding to the light beam a to e, respectively, 90%, 90%, 95%, if 95%, so as to cancel this, rays a to e transmittance distribution respectively relatively 90% of the corresponding positions, 95%, 95%, 90%, setting the transmittance distribution such that 90% to the filter member 154. このような透過率分布はフィルター部材154aに当てはまる。 Such transmittance distribution applies to the filter member 154a.

一方、例えば、図7において、光線a乃至eに対応する位置の透過率分布がそれぞれ95%、90%、93%、95%、95%であれば、まず、上述のように、光線a乃至eに対応する位置の透過率分布がそれぞれ相対的に90%、95%、約92%、90%、90%になるような透過率分布を作成し、光線a乃至eにおける透過率分布が均一になるようにそれをY方向に所定方向だけオフセットすることによって透過率分布を決定し、それをフィルター部材154に設定する。 On the other hand, for example, in FIG. 7, the transmittance distribution of 95% each of the positions corresponding to the light beam a to e, 90% 93% 95%, if 95%, first, as described above, to light a transmittance distribution of the position corresponding to e respectively relatively 90%, 95%, about 92%, 90%, to create a transmittance distribution such that 90%, uniform transmittance distribution in beam a to e it so as to determine the transmittance distribution by offsetting by a predetermined direction in the Y direction, and set it to the filter member 154. このような透過率分布はフィルター部材154bに当てはまる。 Such transmittance distribution applies to the filter member 154b. 上記では、Y方向の3点での補正例を示したが、実際には、より細分化したポイントを測定もしくは補間し、その分布にあった(キャンセルした)分布のフィルター部材を設定することが望ましい。 In the above description, the example of correction at three points in the Y direction, in fact, be more points for subdividing measured or interpolated, to set a filter member that was in the distribution (canceled) distribution desirable.

フィルター部材154a及び154bは、X方向の分布は実質的に同一であり、Y方向には連続的に変化する。 Filter members 154a and 154b, the distribution of the X-direction is substantially identical, continuously changes in the Y direction. これは、図1に示すように、有効光源の基本形状が決定されるA面とレチクル面の光路は、1つの平面内におさまるようミラー150乃至152を配置しているからである。 This is because, as shown in FIG. 1, the optical path of the A-side and reticle plane basic shape of the effective light source is determined, is because by disposing the mirrors 150 to 152 so as to fit in one plane. 上述したように、紙面と垂直な方向に位置する光線d及びeの各ミラーへの入射角は光線aのそれと殆ど変わらないため、このようなフィルター分布にて補正が可能となる。 As described above, since the incident angle to the mirror of rays d and e located direction perpendicular to the paper is almost the same as that of the light beam a, it can be corrected in such a filter distribution. 一方向への濃度変化を持つフィルターのため、製作は容易である。 For filters having the density change in the one direction, fabrication is easy. 例えば、金属膜等の蒸着によりこのフィルターを製作する場合、蒸着中に基板と蒸着源の間に配置された2枚の遮蔽板の位置をそれぞれ制御しながら蒸着することにより基板にこのような一方向に分布を持つフィルターを簡単に安価に製作することができる。 For example, when fabricating this filter by vapor deposition of a metal film or the like, such a substrate by depositing while controlling respective positions of the two shield plate disposed between the substrate and the evaporation source during the deposition one it is possible to easily and inexpensively manufacture a filter having a distribution in the direction.

照明光学系110の配置上、A面からレチクル200面の光路を平面内に収めることができない場合、一方向に分布を持つフィルター部材154を2枚、分布の方向を90°回転させて配置してもよい。 The arrangement of the illumination optical system 110, if it is not possible to fit the A surface light path of the reticle 200 surface in a plane, a filter member 154 that has a distribution in one direction two and direction is rotated 90 ° in distributed arrangement it may be. もちろん、A面からレチクル200面の光路を平面内に収めることができた場合においても、分布の方向を90°回転させて配置した2枚のフィルター部材を配置してもよい。 Of course, in the case of it can fit from side A the optical path of the reticle 200 surface in a plane may also be arranged two filter members which is disposed in the direction of distribution is rotated 90 °. 2枚をそれぞれ独立に各分布方向にシフトさせ、それらの位置を調整してもよい。 Is shifted in the distribution direction two sheets independently may adjust their position. 必要があればフィルター部材154は、2枚以上設けられてもよい。 Filter member 154 if necessary may be provided two or more. 少なくとも2枚以上のフィルター部材154は、同一の透過率分布を有してもよいし、異なる透過率分布を有してもよい。 At least two or more filter members 154 may have the same transmittance distribution may have a different transmittance distributions.

次に、ステップ1006により設定された透過率分布を有するフィルター部材154を照明光学系110(の光路上)に配置する(ステップ1008)。 Next, place the filter member 154 having a set transmittance distribution in step 1006 to the illumination optical system 110 (the optical path of) (step 1008). 配置位置は、上述したように、被照明面と実質的にフーリエ変換の関係にある位置である。 Position, as described above, is a position where a relationship of substantially the Fourier transform and the surface to be illuminated. この結果、フィルター部材154の透過率分布は、ミラーがもたらす照明光学系110及び投影光学系300の透過率分布の不均一性を補正するように予め設定された透過率分布を有する。 As a result, the transmittance distribution of the filter member 154 has a predetermined transmittance distribution so as to correct the non-uniformity of the transmittance distribution of the illumination optical system 110 and the projection optical system 300 mirror brings.

なお、照明状態が変更されるたびに制御部500はフィルター部材154の切り替えを行ってもよい。 The control unit 500 each time the lighting conditions are changed may be switched filter member 154. 照明状態の変更は、典型的には、レチクル200面におけるσ分布を変更することを意味しているが、本実施形態は、分布自体は変わらなくても偏光状態が変わった場合も照明状態の変更に含んでいる。 Changing lighting conditions are typically, but is meant to change the σ distribution on the reticle 200 surface, the present embodiment, if the distribution itself polarization state changes may not change even lighting conditions it includes the change. 近年の露光装置のように投影光学系のNAが大きくなった場合、ウェハ面に入射する光の偏光状態により結像特性が変わってくる。 If the NA of the projection optical system as in the recent exposure apparatus is increased, it varies the imaging characteristics by the polarization state of light incident on the wafer surface. 従って、より微細なパターンを高NAの露光で形成する場合、像質を改善するために偏光状態を制御した照明が提案されている。 Therefore, in the case of forming a finer pattern by exposure of high NA, illumination and controls the polarization state in order to improve image quality it has been proposed. 例えば、X方向に延びたライン&スペースの場合、パターンを照明する照明光の偏光方向もX方向に特化した照明が望ましい。 For example, if a line & space extending in the X direction, the illumination also the polarization direction of the illumination light for illuminating a pattern specific to the X direction is desired. つまり、パターンによっては、偏光状態を切り替えることで、最適な露光を行うことが考えられる。 That is, depending on the pattern, by switching the polarization state, it is conceivable to perform optimum exposure.

前述したミラーについては、一般的に、図15に示すように角度特性以外に偏光に対する特性の違いも存在している。 The mirror described above is generally also present difference in characteristics relative to polarization in addition to the angular characteristic as shown in FIG. 15. 従って、A面において同じ分布形状でも、偏光状態が違えば(特に上述のように積極的に偏光を制御した照明の場合は)、当然投影レンズの瞳310までの透過率分布が違ってくる。 Accordingly, even in the same distribution shape in the A plane, Different polarization state (especially for actively illuminated with a controlled polarization as described above), naturally transmittance distribution up pupil 310 of the projection lens will be different. 複数のフィルター部材154をターレットのような切り替え手段に設け、レチクル200面にてσ分布を検出部190が測定し、照明状態が変更される毎に制御部500が複数のフィルター部材154の中から適当なフィルター部材154を選択して光路上に配置してもよい。 A plurality of filter members 154 on the switching means, such as a turret, from the detection unit 190 measures the σ distribution at the reticle 200 surface, the control unit 500 each time the lighting conditions are changed in a plurality of filter members 154 it may be disposed on the optical path by selecting the appropriate filter member 154.

この場合、照明光学系100は、図17に示すような構成を使用することができる。 In this case, the illumination optical system 100 may use the configuration shown in FIG. 17. ここで、図17は、偏光照明を行う場合と無偏光照明を行う場合における図1に示す照明光学系の拡大構成図である。 Here, FIG. 17 is an enlarged configuration diagram of an illumination optical system shown in FIG. 1 in case of a case and a non-polarized illumination of performing polarized illumination. 光源部102がレーザーであればレーザーの直線偏光をそのまま利用することができる。 Can be the light source unit 102 directly uses the linearly polarized light of the laser if the laser. また、レーザーの設置状態による出射レーザー光の偏光方向の違い、及びレーザー引き回し光学系の構成によらず、照明光学系に X偏光を一定に 入射する必要がある。 Further, differences in the polarization direction of the emitted laser light by the installation state of the laser, and regardless of the configuration of the laser guide optical system, it is necessary to incident X-polarized light to be constant in the illumination optical system. そのため、出射レーザー光の偏光方向、及び偏向ミラー103、104、112による反射の結果、Y偏向入射になる場合、λ/2位相板111を配置することでX偏光入射にする構成が望ましい。 Therefore, the polarization direction of the emitted laser light, and the result of the reflection by the deflection mirror 103,104,112, may become Y deflection incident, configured to X-polarized light incident in placing the lambda / 2 phase plate 111 is desirable.

位相解消板(又は位相調節板)113は、直線偏光をランダムな偏光に変換するためのもので無偏光照明の際に光路に挿入され、偏光照明時には光路から退避する。 Phase resolved plate (or phase adjusting plate) 113 is inserted into the optical path during the non-polarized illumination in for converting the linearly polarized light into randomly polarized light, at the time of polarization illumination retracted from the optical path. ミラー150及び151はブロードバンド高反射膜ミラー(BroadBand High−Reflection:BBHR)ミラーであり、BBHR膜は広帯域の入射角度に対して、膜で発生するS偏光とP偏光との位相差を小さく抑えるように設計されている。 Mirrors 150 and 151 broadband high reflection film mirror (BroadBand High-Reflection: BBHR) a mirror, BBHR film to the incident angle of the wide-band, so minimize the phase difference between the S-polarized light and P-polarized light generated in the film It is designed to be.

154はNDフィルターであり、155はλ/2位相板である。 154 is ND filter, 155 is a lambda / 2 phase plate. 本実施例では、複数の種類のNDフィルター154と複数の種類のλ/2位相板155が設けられており、それらは対になっている。 In this embodiment, a plurality of types of ND filters 154 and plural types of lambda / 2 phase plate 155 is provided, they are paired. 図18(a)と図19(a)は異なる種類のNDフィルター154とλ/2位相板155の対を示している。 Figure 18 (a) and FIG. 19 (a) shows a pair of different types of ND filters 154 and lambda / 2 phase plate 155. 図18(a)は、タンジェンシャル偏光照明に使用されるNDフィルター154aとλ/2位相板155aの対を示す概略平面図であり、図19(a)は、クロスポール偏光照明に使用されるNDフィルター154bとλ/2位相板155bの対を示す概略平面図である。 Figure 18 (a) is a schematic plan view showing a pair of the ND filter 154a and lambda / 2 phase plate 155a used for the tangential polarization illumination, FIG. 19 (a), is used in the cross-pole polarized illumination it is a schematic plan view showing a pair of the ND filter 154b and lambda / 2 phase plate 155b. 参照番号154は154a及び154bを総括し、参照番号155は155a及び155bを総括している。 Reference numeral 154 generalizes 154a and 154b, reference numeral 155 is summed up 155a and 155b.

λ/2位相板155は、本実施例の偏光照明ではこのように有効光源の複数の領域に対して所定の偏光状態を設定する。 lambda / 2 phase plate 155, the polarized illumination of this embodiment sets a predetermined polarization state for a plurality of areas of effective light source as this. NDフィルター154は各領域に対応したフィルター部材で構成されており、各フィルター部材はミラーがもたらす光の偏光状態の差による 透過率分布の不均一性を補正するように予め設定されている。 ND filter 154 is constituted by a filter member corresponding to each region, each filter member is preset to correct the non-uniformity of the transmittance distribution caused by the difference in the polarization state of the light mirror brings.

図18(b)と図19(b)は、図6に対応し、NDフィルター154a及び154bの入射角度に依存した透過率分布を示している(グラフの縦軸は透過率を表す)。 Figure 18 (b) and FIG. 19 (b) corresponds to FIG. 6, (representing the vertical axis transmittance of the graph) which are shown the transmittance distribution that depends on the incident angle of the ND filter 154a and 154b. NDフィルター154aに設定される透過率分布の一例を図18(c)に示す。 An example of a transmittance distribution that is set to the ND filter 154a shown in FIG. 18 (c). 例えば、図18(a)に示すように同一の偏光状態A及びEが設定されているにも拘らずNDフィルター154aの領域aとeに対しては図18(c)において96%と開口(100%)の透過率分布を設定しているのは図18(b)に示す透過率の角度依存性を考慮しているためである。 For example, 96% in FIG. 18 (c) for the region a and e of irrespective ND filter 154a in the same polarization state A and E are set as shown in FIG. 18 (a) and the opening ( What sets the transmittance distribution of 100%) is because the consideration of the angular dependence of the transmittance shown in FIG. 18 (b). 本実施例で一つのフィルターの透過率が一定に設定されているのは、偏光照明の場合には、ダイポール照明のように変形照明が通常使用され、変形照明ではダイポールなどの限られた領域を使用するため、一つの領域内(フィルター内)で実際に使用する領域での入射角度による透過率差が小さいためである。 The the one filter transmittance is set constant in this embodiment, when the polarized illumination is modified illumination as dipole illumination is normally used, a limited area, such as dipole is modified illumination for use, because transmittance difference due to the incidence angle in the area to be actually used in one region (the filter) is small. しかし、一つのフィルター内で角度依存特性を考慮するかしないかは選択的である。 However, whether or not to consider the angular dependency characteristic in one filter is selective.

このように、位相板155を用いて瞳の異なる領域に異なる偏光状態を発生させる場合、領域ごとに異なる透過率を示すミラーの影響を、各領域の偏光状態に適したフィルター部材154を設けることによって補正することができる。 Thus, when generating a different polarization states in different regions of the pupil using a phase plate 155, the influence of the mirror showing different transmittances for each area, the provision of the filter member 154 suitable for the polarization of each area it can be corrected by. 図1においては、作図の便宜上、制御部500はフィルター部材154に接続されていないが、制御部500は図示しない切り替え手段を介してフィルター部材154を制御することができる。 In Figure 1, for convenience of drawing, the control unit 500 is not connected to the filter member 154, the control unit 500 can control the filter member 154 via a switching means (not shown). フィルター部材154と位相板155は対で交換される。 Filter member 154 and the phase plate 155 are exchanged in pairs. このように、ステップ1008はフィルター部材154の初期配置に限られない。 Thus, step 1008 is not limited to the initial arrangement of the filter member 154.

検出部190は、例えば2つのセンサーを使用し偏光成分毎(例えば、X方向偏光成分とY方向偏光成分)に計測可能な構成をとることも可能である。 Detection unit 190, for example, each polarization component using two sensors (e.g., X-direction polarization component and Y-direction polarization component) it is possible to take a measurable configuration. もちろん、有効光源検出器の位置はこの位置に限ったものではなく、例えば、ウェハステージ上に配置しても良い。 Of course, the position of the effective light source detector is not limited to this position, for example, it may be disposed on a wafer stage. また、光量検出機170の位置に配置してもよい。 It may also be disposed at the position of the light quantity detector 170. ただし、この位置での検出については、ハーフミラー152の反射/透過特性やミラー151の反射特性が反映されていないため、これらの特性を考慮し、再計算した上で、被照射面での有効光源分布を算出する必要がある。 However, the detection at this position, the reflection characteristic of the reflection / transmission characteristics and a mirror 151 of the half mirror 152 is not reflected, in consideration of these characteristics, after recalculated, effective at the irradiated surface it is necessary to calculate the light source distribution.

フィルター部材154は、光学的な濃度分布が変化する光学フィルターに限定されず、例えば、図8(c)のフィルター部材154cのように、メカニカルな遮光部155(Y方向にピッチや遮光幅がちがうもの)を使用してもよい。 Filter member 154 is not limited to an optical filter which changes its optical density distribution, for example, as a filter member 154c of FIG. 8 (c), different pitch and light shielding widths in mechanical light shielding part 155 (Y-direction things) may be used. 図8(c)において、黒い線が遮光部155であり、白い領域が光透過部である。 In FIG. 8 (c), the a black line shielding portion 155, a white region is the light transmission section. 但し、メカニカルな遮光部材をハエの目レンズ156の直前に配置すると、その構造がハエの目レンズ156の入射面に現われ、その影響が被照明面における照度分布やσ分布の照射位置に対するばらつきに現われてしまう。 However, placing the mechanical shielding member just before the fly-eye lens 156, it appears the structure on the incident surface of the fly-eye lens 156, a variation that influence with respect to the irradiation position of the illuminance distribution and σ distribution on the surface to be illuminated It will appear. このため、その細密な構造がハエの目レンズ156の入射面に現われない程度に、ハエの目レンズ156の入射面から所定量だけ離して配置することが望ましい。 Therefore, to the extent that the fine structure does not appear on the incident surface of the fly-eye lens 156, it is desirable to place away from the incident surface of the fly-eye lens 156 by a predetermined amount.

メカニカルなフィルター154は、特にEUVを光源とする露光装置のように屈折部材が使えない(ミラーのみの)光学系に特に有効である。 Mechanical filter 154, in particular (mirror only) the EUV refractive member can not be used as an exposure apparatus whose light source particularly effective optical system. EUV露光装置の構成は、上述してきたものとは全く異なり、光源から照射面まで基本的にはミラーによる反射光学系になっている。 Configuration of an EUV exposure apparatus is quite different from what has been described above, basically from the light source to the irradiated surface has become reflective optical system according to the mirror. ミラーを多用しているため、有効光源の非対称性が発生しやすい。 Due to the extensive use of mirrors, asymmetry of the effective light source is likely to occur. したがって、154のようなメカニカルなフィルターを照明面の瞳面近傍に1枚もしくは複数枚装着することにより非対称性を補正することができる。 Therefore, it is possible to correct the asymmetry by mounting one or a plurality of mechanical filters such as 154 in the pupil plane near the illumination plane.

以上、光束形状変換手段120の中に回折光学素子が含まれた構成にて説明をしたが、本実施形態の趣旨は、投影系ミラー、照明系ミラー150乃至152がもたらす、もしくは、他の要因で発生するσ分布の非対称性を補正することであって、必ずしも回折光学素子は必須の構成ではない。 Above, although the description in the diffractive optical element includes configuration in the light shaping means 120, the gist of the present embodiment, the projection system mirror, resulting in an illumination system mirrors 150 to 152, or other factors in the method comprising correcting the asymmetry of the σ distribution generated is not necessarily diffractive optical element indispensable component. 図1に示すように、A面において制御された所定の光形状分布を形成する光学系であれば、本実施形態を適用できることは明らかである。 As shown in FIG. 1, if the optical system for forming a predetermined light shape distribution which is controlled in the A-plane, will be obvious that the same may be applied to this embodiment.

また、理想のσ分布から遠ざけることも可能である。 In addition, it is also possible to keep away from the ideal of σ distribution. 例えば、レチクルパターン自体に線幅に方向差があったり、投影レンズの収差要因でパターンの方向差がでたり、露光装置1において、走査方向とそれに垂直な非走査方向で露光された線幅に差が発生している場合、実際に露光されたパターンの方向差を補正するようなフィルターを選択すればよい。 For example, there is a directional difference in line width in the reticle pattern itself, and out the direction difference pattern aberration factor of the projection lens, the exposure apparatus 1, the scanning direction and a line width which is exposed in a vertical non-scanning direction thereto If the difference is occurring, it may be selected filter, such as to correct the actual direction difference of the exposed pattern. 瞳310までの透過率分布が均一ではないために有効光源分布は均一にはならないという問題を解決する第2の手段としては、有効光源を変更して被照明面における積算強度を均一にすることである。 Effective light source distribution as the second means for solving the problem of uniform not, be to change the effective light source into a uniform integrated intensity on the illumination target surface to the transmittance distribution up pupil 310 is not uniform it is. このため、本実施形態は、σ形状補正機構128を設けている。 Therefore, the present embodiment is provided with a σ shape correction mechanism 128. σ形状補正機構128はフィルター部材154と同時に適用してもよいし、両者はそれぞれ単独で適用されてもよい。 σ shape correction mechanism 128 may be applied simultaneously with the filter member 154, and both may be respectively applied alone.

好ましい実施形態においては、調整時間の短縮と調整の容易化のため、投影系ミラー、照明系ミラー150乃至152など照明状態によらない固定のσ分布の透過率は、できるだけフィルター部材154で補正し、照明状態毎の微補正をσ形状補正機構128で行うのがよい。 In a preferred embodiment, in order to shorten the ease of adjustment of the adjustment time, the projection system mirror, the transmittance of the σ distribution of fixed without depending on lighting conditions and lighting system mirrors 150 to 152 is corrected by the possible filter member 154 , it may be carried out fine correction for each illumination state σ shape correction mechanism 128. σ形状補正機構128は、照明面におけるσ分布を理想に近づけることが可能である。 σ shape correction mechanism 128 may be brought close to σ distribution on the illumination plane to the ideal. 特に、偏光状態を制御した照明を行う場合は、ミラー、ハーフミラー、反射防止膜によるσ分布の非対称性が発生しやすくなるため、偏光状態の変更に伴って、σ形状補正機構128により適切な状態に調整することができる。 In particular, when performing illumination by controlling the polarization state, the mirror, a half mirror, because the asymmetry of the σ distribution by the antireflection film is likely to occur, with the change of the polarization state, more suitable σ shape correction mechanism 128 it can be adjusted to the state.

また、理想のσ分布から遠ざけることも可能である。 In addition, it is also possible to keep away from the ideal of σ distribution. 例えば、レチクルパターン自体に線幅に方向差があったり、投影レンズの収差要因でパターンの方向差がでたり、露光装置1において、走査方向とそれに垂直な非走査方向で露光された線幅に差が発生している場合、σ形状補正機構128により、σ分布の対称性を変更して最終的に露光されるパターンの線幅の方向差を補正することができる。 For example, there is a directional difference in line width in the reticle pattern itself, and out the direction difference pattern aberration factor of the projection lens, the exposure apparatus 1, the scanning direction and a line width which is exposed in a vertical non-scanning direction thereto If the difference is occurring, sigma shape by the correction mechanism 128, it is possible to correct the directional difference of the line width of the pattern to be finally exposed by changing the symmetry of the sigma distribution.

以下、図10を参照して、σ形状補正機構128の作用について説明する。 Referring to FIG. 10, a description will be given of the operation of the σ shape correction mechanism 128. ここで、図10は、光束形状変換手段120がA面に均一な光強度分布を形成する場合のσ形状補正機構128の動作とA面での光強度分布(紙面で切った断面図)を示す図である。 Here, FIG. 10, the light intensity distribution on the operation and the surface A of the σ shape correction mechanism 128 when the light shaping means 120 forms a uniform light intensity distribution on the surface A (the cross-section taken on the plane view) It illustrates. 図中の各参照番号は図1に対応している。 Each reference numbers in the figure corresponds to FIG. 光束形状変換手段120から射出された光束により、A面に所定の形状の分布が形成される。 The light flux emitted from the light shaping means 120, the distribution of a predetermined shape on the surface A is formed. 光束形状変換手段120の中に2つ以上のオプティカルインテグレータ(ハエノメレンズ、内面反射型インテグレータ、回折光学素子等、及び、それらの組み合わせ)を構成することにより、A面では分布が制御された所望の形状分布であるだけでなく入射光線の角度特性も制御された分布となっている。 Two or more of the optical integrator in the light shaping means 120 (fly-eye lens, an internal reflection type integrator, a diffractive optical element or the like, and, combinations thereof) by configuring a desired shape distribution is controlled by the surface A angular characteristic of the incident light not only a distribution also has a controlled distribution. もちろん、光源からの光束が振れても、分布、角度特性とも一定に維持される。 Of course, even if deflection light beam from the light source, the distribution, also the angle characteristics are kept constant. σ形状補正機構128は、遮光部129a、129bを有する。 σ shape correction mechanism 128 includes light shielding portions 129a, the 129b.

図10(a)においては、σ形状補正機構128の遮光部129a及び129bは、A面近傍に配置され、光束形状変換手段120からの光束を制限しない状態に設定されている。 In FIG. 10 (a), the light-shielding portion 129a and 129b of the σ shape correction mechanism 128 is arranged near the surface A, is set to a state that does not restrict the light from the light shaping means 120. 従って、A面における光強度分布は均一なままである。 Accordingly, the light intensity distribution in the surface A remains homogeneous.

図10(b)は、図10(a)の状態において遮光部129aを光束中に挿入した状態である。 Figure 10 (b) is a state of inserting the light-shielding portion 129a in the light beam in the state of FIG. 10 (a). 遮光部129aが光束を遮蔽するためにA面での分布は一部が欠損した状態となる。 Distribution of the A side to the light-shielding portion 129a shields the light beam is in a state of partially deficient. A面での分布は、その後、必要に応じて光束変更手段130により別の形状に変換されるが、ハエの目レンズ156の入射面、つまり、σ分布は、A面での分布形状に応じて一部が欠損した状態となる。 Distribution of the A plane, then, is converted into another shape by the light flux changing unit 130 if necessary, the incident surface of the fly-eye lens 156, i.e., sigma distribution, depending on the distribution shape on the surface A some Te is a state of being deficient. このように、σ形状補正機構128の状態を変更することにより、σ分布を変更することができる。 Thus, by changing the state of σ shape correction mechanism 128, it is possible to change the σ distribution. 例えば、遮光部129aと同様に、遮光部129bを光路に挿入することにより、2つの直交する方向へのσ分布(大きさ)を変更することができる。 For example, like the light-shielding portion 129a, by inserting the light shielding portion 129b in the optical path, it is possible to change the σ distribution to two orthogonal directions (size). 遮光部129aの移動は、例えば、検出部190の出力を基に制御部500が行う。 Movement of the light shielding portion 129a is, for example, the control unit 500 performs based on the output of the detection unit 190. 制御部500は、前記有効光源の分布が所定の分布からずれたかどうかを判断し、判断結果に基づいて絞り128により有効光源を変更する。 Controller 500, the distribution of the effective light source is determined whether deviation from the predetermined distribution, changes the effective light source by the diaphragm 128 based on the determination result. 例えば、透過率が不均一の場合にはレチクル200面における有効光源分布の光軸から複数の方向への積算強度がほぼ均一になるように遮光部129aの移動を制御する。 For example, the transmittance to control the movement of the light shielding portion 129a as the integrated intensity from the optical axis of the effective light source distribution on the reticle 200 surface in a plurality of directions is substantially uniform in the case of non-uniform.

図10(c)は、σ形状補正機構128の遮光部129a及び129bをA面から離して配置した場合を示している。 FIG. 10 (c), the light shielding portions 129a and 129b of the σ shape correction mechanism 128 shows a case where placed away from the A plane. この場合、A面での分布は、図10(b)に示すような一部が欠損した形状ではなく、外形を維持した状態で一部の強度を落とした分布を形成する。 In this case, the distribution on the surface A, a part as shown in FIG. 10 (b) is not a defective shape, to form a distribution dropped portion of strength while maintaining the outer shape. 最終的なσ分布において、外形を変えずに一部の強度を落としたい場合にはこのような構成が好ましい。 In the final σ distribution, such an arrangement is preferred when you want dropped portion of strength without changing the external shape. 遮光部129aの移動は、図10(b)と同様に、検出部190の出力を基に制御部500が行う。 The movement of the light-shielding portion 129a, similarly to FIG. 10 (b), the control unit 500 performs based on the output of the detection unit 190. このように、σ形状補正機構128の遮光部を調節することによって簡単な構成で一部の強度を変えることができる。 Thus, it is possible to change some of the strength with a simple structure by adjusting the light blocking portion of the σ shape correction mechanism 128. σ形状補正機構128のA面からの位置は、このように必要に応じて変更してもよいし、どこかに固定されてもよい。 Position from the surface A of the σ shape correction mechanism 128, thus may be changed as required, may be secured anywhere. また、σ形状補正機構128が配置される位置は、上記A面近傍に限らず、例えば、ハエの目レンズ156の入射面近傍でもよい。 The position where σ shape correction mechanism 128 is arranged is not limited to the vicinity of the surface A, for example, it may be the incident surface near the fly-eye lens 156.

図11は、σ形状補正機構128の構成例を示す概略平面図である。 Figure 11 is a schematic plan view showing a configuration example of a σ shape correction mechanism 128. 図11(a)は、それぞれ独立に駆動可能な4枚の遮光部129cにより構成されたσ形状補正機構128aを示している。 FIG. 11 (a) shows the configured σ shape correction mechanism 128a by respective four drivable independently shielding portion 129c. 例えば、図1の測定部190からの出力を制御部500が取得し、その情報に基づいて有効光源形状のXY差が最小になるように各遮光部129cの位置を動かしてもよい。 For example, the output from the measurement unit 190 the control unit 500 acquires 1, may move the position of the light blocking areas 129c as XY difference of the effective light source shape is minimized on the basis of that information. 代替的に、露光結果により、各遮光部129cの位置を変えて露光後のパターン方向差が最小になるように設定してもよい。 Alternatively, the exposure result, may be set so that the pattern direction difference after exposure is minimized by changing the position of the light blocking areas 129c.

σ形状補正機構128aの駆動によりレチクル200面でのテレセン度(光線の垂直性)が変わってしまう場合には、例えば、光束形状変換手段120の一部のレンズ(光学系126の一部のレンズ)や変倍可能な結像光学系140の一部のレンズを光軸から偏心させて調整してもよい。 Telecentricity of the reticle 200 surface by driving the σ shape correction mechanism 128a when (perpendicularity of the light beam) would change, for example, a portion of the light shaping means 120 lens (some lenses of the optical system 126 ) part of the lens and variable magnification imaging optical system 140 may be adjusted by offset from the optical axis. もちろん、σ形状補正機構128aそのものでテレセン調整を行うことも可能である。 Of course, it is also possible to perform telecentricity adjustment σ shape correction mechanism 128a itself. σ形状補正機構128aにより、σ分布の偏心や非対称性の低減が可能となる。 The σ shape correction mechanism 128a, it is possible to eccentricity and asymmetry reduction of σ distribution.

図11(b)は、8枚の独立駆動可能な遮光部129dを用いたσ形状補正機構128bを示している。 FIG. 11 (b) shows the σ shape correction mechanism 128b with eight independent drivable shielding portion 129d. σ形状補正機構128bは、多方向の補正を与えることができる。 σ shape correction mechanism 128b may provide multidirectional correction. 図11(c)は4枚の遮光部129eの遮光エッジを曲線状に形成したσ形状補正機構128cを示している。 FIG. 11 (c) shows the four light-shielding portion σ shape correction mechanism 128c that the shielding edge is formed in a curved 129e. 通常、σ分布は円形もしくは輪帯形をベースにしており、それらの形状に適合している。 Normally, sigma distribution is based on circular or annular shape, they are adapted to their shape.

また、偏光照明においても、フィルター部材154の代わりに、若しくは、フィルター部材と共に、絞り128を使用することができる。 Also in the polarized illumination, instead of the filter member 154, or, together with the filter member, it is possible to use the aperture 128. この場合、図18(a)に示すフィルター部材154aと位相板155aに対してσ形状補正機構128bや図16(a)に示すσ形状補正機構128dの絞りを使用することができる。 In this case, it is possible to use a diaphragm of σ shape correction mechanism 128d shown in σ shape correction mechanism 128b and Fig. 16 (a) with respect to the filter member 154a and the phase plate 155a shown in FIG. 18 (a). また、図18(b)に示すフィルター部材154bと位相板155bに対して図16(b)に示すσ形状補正機構128eの絞りを使用することができる。 It is also possible to use a diaphragm of σ shape correction mechanism 128e shown in FIG. 16 (b) with respect to the filter member 154b and the phase plate 155b shown in FIG. 18 (b). σ形状補正機構128d及びeの機能はσ形状補正機構128a乃至cと同様である。 Function of σ shape correction mechanism 128d and e are the same as σ shape correction mechanism 128a-c.

σ形状補正機構128a乃至eにより有効光源を調整すると、遮光部を中央に移動した方向の実効的なコヒーレンスファクターσが小さくなる。 Adjusting the effective light source by σ shape correction mechanism 128a-e, the effective coherence factor of moving the light shielding portion in the center direction σ decreases. つまり、方向差を少なくするために、実効的なコヒーレンスファクターσを小さい方に揃えることになる。 That is, in order to reduce the directional difference, will be aligned to the smaller the effective coherence factor sigma. この場合、平均的にσの大きさが小さくなってしまうことが考えられる。 In this case, it is considered that the magnitude of the average, σ is reduced. それを補正するために、変倍可能な結像光学系140の倍率を大きくしてσの平均的な大きさを調整することができる。 In order to correct it, it is possible to adjust the average magnitude of σ by increasing the magnification of the variable magnification imaging optical system 140.

また、σ形状補正機能を使って、形状の微小補正だけでなく、積極的に有効光源を変更することも可能である。 Further, using the σ shape correction function, not only the fine correction of the shape, it is possible to positively change the effective light source. 例えば、輪帯照明や4重極照明の状態から、この機構を使って2重極状の照明状態を作ることができる。 For example, it can be made from the state of annular illumination or quadrupole illumination, the illumination state of a dipole shape using this mechanism.

レチクル200は、例えば、石英製で、その上には転写されるべき回路パターン(又は像)が形成され、図示しないレチクルステージに支持及び駆動される。 The reticle 200 is made, for example, of quartz, the circuit pattern to be transferred onto (or an image) to be formed, and is supported and driven by a reticle stage (not shown). レチクル200から発せられた回折光は、投影光学系300を通りプレート400上に投影される。 The diffracted light from the reticle 200 is projected onto the street plate 400 a projection optical system 300. レチクル200とプレート400は、光学的に共役の関係にある。 The reticle 200 and the plate 400 are located in an optically conjugate relationship. 本実施態様の露光装置1はステップ・アンド・スキャン方式である(「ステッパー」とも呼ばれる。)ため、レチクル200とプレート400を縮小倍率比の速度比でスキャンすることによりレチクル200のパターンをプレート400上に転写する。 The exposure apparatus 1 of this embodiment (referred to as a "stepper".) Is a step-and-scan method for the plate 400 a pattern of reticle 200 by scanning the reticle 200 and the plate 400 at a speed ratio of the reduction ratio It is transferred to the above. なお、ステップ・アンド・リピート方式の露光装置(「ステッパー」とも呼ばれる。)の場合は、レチクル200とプレート400を静止させた状態で露光が行われる。 In the case of an exposure apparatus of step-and-repeat method (. Referred to as a "stepper"), exposure is performed in a stationary state of the reticle 200 and the plate 400.

投影光学系300は、レチクル200上のパターンを反映する光をプレート400上に投影する光学系である。 The projection optical system 300 is an optical system that projects light that reflects a pattern on the reticle 200 onto the plate 400. 投影光学系300は、開口絞り310を有し、任意の開口数(NA)に設定することができる。 The projection optical system 300 has an aperture stop 310, it can be set to an arbitrary numerical aperture (NA). 開口絞り310は、プレート400における結像光線のNAを規定する開口径を可変とし、必要に応じてNAを変えるべく、かかる開口径が変更される。 The aperture stop 310, the aperture diameter that defines the NA of the imaging light in the plate 400 is variable, to change the NA if necessary, such aperture diameter is changed. 本実施形態において、コヒーレンスファクターσは、ハエの目レンズ156が形成する複数の光源の開口絞り310の位置での像の大きさと開口絞り310の開口径の比率ともいえる。 In this embodiment, the coherence factor sigma, it can be said that the ratio of the size and the opening diameter of the aperture stop 310 of the image at the position of the plurality of light sources of the aperture stop 310 to the fly-eye lens 156 is formed.

B面(複数の多光源が形成される面)と径可変の開口絞り310は、光学的にほぼ共役な位置に配置されており、実質的にこのB面での分布がプレート400面におけるσ分布又は有効光源となる。 B surface (surface on which a plurality of multi-light source is formed) diameter variable aperture stop 310 is optically are arranged in a position substantially conjugate, sigma in substantially distribution plate 400 side of this surface B a distribution or effective light source. B面に絞り158が装着されている場合には、絞り158により制限されない分布がσ分布となる。 When the stop 158 on the B side is mounted is not limited by the stop 158 distribution is σ distribution. また、B面に絞り158がなく、かつ、ハエの目レンズ156が十分に細かい(一方向に数十列以上)状態であれば、光束形状変換手段120、光束変更手段130及び結像光学系140の組み合わせにより形成されたハエの目レンズ156の入射面での分布が実質的なσ分布となる。 Further, there is no aperture 158 on the surface B and the fly-eye lens 156 is sufficiently fine as long as the state (several tens or more rows in one direction), light shaping means 120, light adjusting means 130 and the imaging optical system distribution at the entrance surface of the fly-eye lens 156 formed by a combination of 140 is substantially σ distribution.

絞り158の位置はB面近傍に限定されない。 Position of the stop 158 is not limited to the vicinity of surface B. 例えば、絞り158は、A面に光束変更手段130と共にターレット等の切り替え手段によって選択的に光路に挿入されてもよいし、ハエの目レンズ156の直前に配置されてもよいし、これらの複数の位置に同時に配置されてもよい。 For example, aperture 158 may be selectively inserted into the optical path by the switching means of the turret, etc. with the light flux changing unit 130 to the A side, it may be arranged just before the fly-eye lens 156, these multiple of it may be disposed at the same time position. 例えば、放射方向(大きさを制限する方向)に制限を持たず、四重極等の開口角のみ変更可能な機構をもつ絞りを光束変更手段130の位置に選択的に配置し、大きさを制限する虹彩絞りをハエの目レンズ156の直前に配置し、B面に選択的に固定絞りを配置し、この組み合わせにより所望のσ分布を作ることも可能である。 For example, no limit to the radial direction (direction of limiting the size), the aperture having an aperture angle only modifiable mechanisms, such as quadrupole selectively disposed at the position of the light flux changing unit 130, the size an iris diaphragm limited to placing just before the fly-eye lens 156, arranged selectively fixed stop on the surface B, it is also possible to produce the desired σ distribution this combination. このように機能を分担した絞りを複数の位置に配置し、変更/切り替えを行うことにより、より多様なσ条件に対応可能となる。 The diaphragm which shared this way feature is arranged in a plurality of positions by performing changes / switching, and can accommodate more varied σ conditions.

投影光学系300は、本実施形態では、複数のレンズ素子320及び322を有する光学系であるが、複数のレンズ素子と少なくとも一枚の凹面鏡とを有する光学系(カタディオプトリック光学系)、複数のレンズ素子と少なくとも一枚のキノフォームなどの回折光学素子とを有する光学系、全ミラー型の光学系等を使用することができる。 The projection optical system 300, in this embodiment, is an optical system having a plurality of lens elements 320 and 322, an optical system including a plurality of lens elements and at least one concave mirror (catadioptric optical system), a plurality lens element and an optical system having a diffractive optical element such as at least one of the kinoform, a catoptric optical system including only mirrors may be used. 投影光学系300の色収差の補正が必要な場合には、互いに分散値(アッベ値)の異なるガラス材からなる複数のレンズ素子を使用したり、回折光学素子をレンズ素子と逆方向の分散が生じるように構成したりする。 When the correction of the chromatic aberration of the projection optical system 300 is required, or using a plurality of lens units made from glass materials having dispersion values ​​(Abbe values), a diffractive optical element dispersion of the lens element in a direction opposite to that mutually or configured. このようなカタディオプトリック光学系では、例え照明系110で発生する透過率分布の不均一性を補正しても、投影系内の凹面鏡により投影レンズの瞳310で透過率分布の不均一性が発生する。 In such a catadioptric optical system, even if correct the non-uniformity of the transmittance distribution generated by the example illumination system 110, non-uniformity of the transmittance distribution on the pupil 310 of the projection lens by the concave mirror in the projection system Occur. そのため、照明系ミラー、投影系ミラー両者により発生する透過率分布の不均一性をキャンセルするようなフィルター、絞りを配置する必要がある。 Therefore, the illumination system mirror, the filter that cancels the non-uniformity of the transmittance distribution generated by the projection system mirrors both, it is necessary to place the aperture. 別の実施例では、投影光学系300の最終面とプレート400との間には(純粋などの)液体が満たされる。 In another embodiment, are satisfied (such as pure) liquid between a final surface and the plate 400 of the projection optical system 300. このようないわゆる液浸型投影露光装置では高NA化のために偏光制御の効果が特に大きい。 The effect of polarization control for higher NA is particularly large in this so-called immersion-type projection exposure apparatus.

プレート400は、本実施形態ではウェハであるが、液晶基板やその他の被処理体を広く含む。 Plate 400, in the present embodiment has, a wafer, which includes a liquid crystal substrate or another object to be exposed. プレート400には、フォトレジストが塗布されている。 The plate 400, a photoresist is applied.

プレートステージ450は、プレート400を支持する。 Plate stage 450 supports the plate 400. プレートステージ450は、当業界で周知のいかなる構成をも適用することができるので、ここでは詳しい構造及び動作の説明は省略する。 Plate stage 450, it is possible to use any structure known in the art, a detailed description of its structure and operation is omitted. 例えば、プレートステージ450は、リニアモーターを利用してXY方向にプレート400を移動することができる。 For example, the plate stage 450 can move the plate 400 in the XY direction using a linear motor. レチクル200とプレート400は、例えば、同期走査され、プレートステージ450と図示しないレチクルステージの位置は、例えば、レーザー干渉計などにより監視され、両者は一定の速度比率で駆動される。 The reticle 200 and plate 400 are, for example, scanned synchronously, and the positions of the reticle stage (not shown) and plate stage 450 are monitored, for example, by a laser interferometer, and driven at a constant speed ratio. プレートステージ450は、例えば、ダンパを介して床等の上に支持されるステージ定盤上に設けられ、図示しないレチクルステージ及び投影光学系300は、例えば、床等に載置されたベースフレーム上にダンパを介して支持される図示しない鏡筒定盤上に設けられる。 Plate stage 450 may, for example, installed on a stage stool supported on the floor or the like through a damper, a reticle stage and the projection optical system 300, not shown, for example, on a base frame placed on the floor It is installed on a lens barrel stool (not shown) supported via a damper.

露光においては、光源部110から発せられた光束が、照明光学系120によりレチクル200を、例えば、ケーラー照明する。 In exposure, light emitted from the light source unit 110, the reticle 200 via the illumination optical system 120, for example, Koehler-illuminates. レチクル200を通過してレチクルパターンを反映する光は、投影光学系300によりウェハ400上に結像される。 Light that reflects the reticle pattern through the reticle 200 is imaged onto the wafer 400 by the projection optical system 300. 露光装置1は、フィルター部材154及び/又はσ形状補正機構128により所望の有効光源を形成しているので、高解像度で性能に優れたデバイス(半導体素子、LCD素子、撮像素子(CCDなど)、薄膜磁気ヘッドなど)を提供することができる。 The exposure apparatus 1, since the formation of the desired effective light source by the filter member 154 and / or σ shape correction mechanism 128, a high resolution high performance in devices (semiconductor devices, LCD devices, image pickup devices (CCD, etc.), it is possible to provide a thin film magnetic head).

フィルター部材154とσ形状補正機構128の併用について簡単に述べたが、以下、具体的な例を記載する。 Although briefly described combination of the filter member 154 and the σ shape correction mechanism 128 will now be described a specific example.

まず、フィルター部材154の選定について述べる。 First, we describe the selection of the filter member 154. 上述したように、フィルター部材154は、有効光源分布に依らない固定の非対称性(ミラーにより発生する非対称性)を補正するものを装着するのが望ましい。 As described above, the filter member 154, the effective light source does not depend on the distribution fixed asymmetry (asymmetry caused by the mirror) is desirable to mount the one that corrects. 装着するフィルター154の透過率分布は、以下のいずれかの方法で決定される。 Transmittance distribution of the filter 154 to be mounted is determined in one of two ways.

第1の方法は、A面から非照射面までに配置されるミラーの設計値や製作後の反射(又は透過)特性を計測した結果を用いて、σ分布内の透過率分布を算出し、その分布をキャンセルするような分布のフィルターを選択する。 The first method uses the measurement results of the reflection (or transmission) characteristics of the mirrors of the design value and post-production disposed from the surface A to the non-irradiated surface, calculates the transmittance distribution of the σ distribution, to select the distribution of the filter, such as to cancel the distribution.

第2の方法は、A面にて有効σ領域をできるだけ均一にした分布をハエの目入射面に照射し、被照射面にて実際の有効光源分布を測定する。 The second method irradiates as uniform as possible in the distribution effective σ area at surface A to the eye entrance surface of the fly, measures the actual effective light source distribution at the illuminated surface. A面に入射し、ミラーが無い時に予想される被照射面での有効光源分布(設計値有効光源分布)と実際の有効光源分布を比較し、実際の有効光源分布が設計値有効光源分布とほぼ同一になるような分布のフィルターを選択する。 Incident on surface A, mirror expected compares the effective light source distribution (design value effective light source distribution) and the actual effective light source distribution at the surface to be illuminated in the absence, and the actual effective light source distribution is a design value effective light source distribution selecting a distribution of the filter as substantially the same.

第3の方法は、代表的な照明モード(外側のσが大きい輪帯照明等)にて、実際に2方向(X方向、Y方向)のパターンを露光し、露光結果から、X方向、Y方向のパターンがほぼ同一寸法になるフィルターを選択する。 A third method, in typical illumination mode (ring outer σ is large zone illumination, etc.), actually two directions (X direction, Y direction) exposing a pattern of, from the exposure result, X direction, Y selecting a filter direction of the pattern is substantially the same size.

上記のような決定方法により、フィルター部材154が選定される。 The determination method as described above, the filter member 154 is selected. 例えば、偏光状態を制御する照明光学系の場合は、偏光状態毎に、上記フィルターを選定してもよい。 For example, if the illumination optical system that controls the polarization state, for each polarization state may be selected and the filters. 偏光状態を制御する照明系の場合、その偏光状態は、図14(a)乃至図14(e)に示すように、5つに大別される。 If the illumination system that controls the polarization state, the polarization state, as shown in FIG. 14 (a) to FIG. 14 (e), the is roughly divided into five. ここで、図14はσ分布内の光束の偏光状態を表したものである。 Here, FIG. 14 illustrates a polarization state of the light beam in the σ distribution. 図14(a)は、通常の無偏光照明(もしくは円偏光照明)を示している。 Figure 14 (a) shows a typical unpolarized illumination (or circularly polarized light illumination). 図14(b)は、Y方向直線偏光照明を示している。 FIG. 14 (b) shows a Y-direction linearly polarized illumination. 図14(c)は、X方向直線偏光照明を示している。 FIG. 14 (c) shows the X-direction linearly polarized illumination. 図14(d)は、接線方向に偏光している照明を示している。 FIG. 14 (d) shows the illumination is polarized in the tangential direction. 図14(e)は、放射方向に偏光している照明を示している。 FIG. 14 (e) shows the illumination is polarized in a radial direction.

それぞれの偏光状態に対して、1枚のフィルターを用意し、それらをターレットに配置し、設定する偏光状態に応じて、それらを切り替えてもよい。 For each polarization, prepared one filter, they were placed on the turret, according to the polarization state to be set may be switched them. もちろん、偏光状態によらずに、例えば無偏光状態に最適化されたフィルターのみを装着するようにしても良い。 Of course, regardless of the polarization state, for example, may be attached only optimized filter non-polarized state.

また、図16に示すように複数の位相板を用いて瞳の異なる領域に異なる偏光状態を発生させる構成も考えられる。 It is also conceivable configuration for generating the different polarization states in different regions of the pupil using plural phase plates, as shown in FIG. 16. この場合、ミラーなどの影響で領域ごとに異なる透過率を示すことになるが、各領域の偏光状態に適したフィルターを各領域に設け瞳全体の透過率分布を補正する構成が望ましい。 In this case, although showing a different transmittance for each area under the influence of such a mirror, configured to filter suitable for the polarization of each area for correcting the transmittance distribution of the entire pupil provided in each region it is desirable. また、偏光状態を変更する毎に透過率分布が変わるので、偏光状態が変化するのと同時に、つまり位相板が変化するのと同時に、フィルターを各偏光状態に適した物に交換したり組み合わせたりする構成が好ましい。 Further, since the transmittance distribution each time to change the polarization state is changed, at the same time that the polarization state is changed at the same time, ie as the phase plate changes, or combines replaced with suitable filters in the polarization state configuration that is preferred. 例えば、露光に用いる数種類の偏光状態が分かっており、その偏光状態を形成する数種類の位相板をターレットのようなもので予め用意していれば、その位相板を用いる際に発生する偏光状態から最適なフィルターを調べておき、位相板ターレットと同期して動くターレットにそのフィルターを設置しておくことで、位相板ターレットを動かし偏光状態を変更するのと同時に、その偏光状態に適したフィルターが変更される構成が望ましい。 For example, it is known several types of polarization states to be used for exposure, if it is prepared in advance several types of phase plates that form the polarization state like a turret, the polarization state that occurs when using the phase plate It is prepared with an optimal filter, by leaving installing the filter on the turret that moves in synchronization with the phase plate turret, at the same time that changes the polarization state moves the phase plate turret, the filter suitable for the polarization state configuration change is desirable.

次に、σ形状補正機構128の設定について述べる。 Next, a description about setting the σ shape correction mechanism 128. σ形状補正機構は、照明状態の変更に応じて、それぞれの位置に設定される。 σ shape correction mechanism, in response to a change in lighting conditions, are set to the respective position. 設定方法は以下のいずれかで決定される。 Setting is determined by one of the following.

第1の方法においては、σ形状補正機構128により光線を制限しない状態で、検出器190等により有効光源分布を測定する。 In the first method, in a state that does not restrict the light beam by σ shape correction mechanism 128, to measure the effective light source distribution by the detector 190 or the like. 測定された有効光源分布を複数(例えば四つ)の領域に分割し、その複数の部分の光量比を測定する。 The measured effective light source distribution is divided into areas of a plurality (e.g. four), to measure the light quantity ratio of a plurality of parts thereof. 光量比が所望の値になるように、σ形状補正機構128のそれぞれの遮光部を駆動する。 As the light quantity ratio becomes a desired value for driving the respective light-shielding portion of the σ shape correction mechanism 128.

第2の方法においては、σ形状補正機構128により光線を制限しない状態で、複数(例えば2方向)に延びた複数パターンの露光を行う。 In the second method, in a state that does not restrict the light beam by σ shape correction mechanism 128, to perform exposure of a plurality of patterns extending in a plurality (e.g., two directions). それぞれのパターンの線幅の差が、所望の差になるように、σ形状補正機構128のそれぞれの遮光部を駆動する。 The difference in the line width of each pattern, so that the desired difference, driving each of the light-shielding portion of the σ shape correction mechanism 128.
上記は2つの手段を併用する場合について記載したが、もちろん単独に使用しても、かなりの効果がある。 The above has been described for the case of using the two means, even if of course used alone, there is considerable effect.

また、偏光状態を制御する照明光学系の場合は、偏光状態毎に、上記遮光部を駆動してもよい。 Further, when the illumination optical system that controls the polarization state, for each polarization state may drive the light shielding part. 偏光状態を制御する照明系の場合、その偏光状態は、図14(a)乃至図14(e)に示す通りで、それぞれの偏光状態に対して、遮光部を駆動してもよい。 If the illumination system that controls the polarization state, the polarization state are as shown in FIG. 14 (a) to FIG. 14 (e), the for each polarization state may drive a light-shielding portion. もちろん、偏光状態によらずに、例えば無偏光状態に最適化された位置に遮光部を駆動してもよい。 Of course, regardless of the polarization state, for example it may be driven light-shielding portion in optimized positions to non-polarized state.

また、図16に示すように複数の位相板を用いて瞳の異なる領域に異なる偏光状態を発生させる構成も考えられる。 It is also conceivable configuration for generating the different polarization states in different regions of the pupil using plural phase plates, as shown in FIG. 16. この場合、ミラーなどの影響で領域ごとに異なる透過率を示すことになるが、各領域の偏光状態に適した位置に遮光部を駆動し、有効光源外形を補正したり、外形を変更せずに強度分布を補正してもよい。 In this case, although showing a different transmittance for each area in the influence of the mirror, to drive the light-shielding portion in a position suitable for the polarization state of each region, or correcting the effective light source profile, without changing the outer shape intensity distribution may be corrected.
また、偏光状態を変更する毎に透過率分布が変わるので、偏光状態が変化するのと同時に、つまり位相板が変化するのと同時に、絞りを各偏光状態に適した絞り形状にする構成が好ましい。 Further, since the transmittance distribution each time to change the polarization state is changed, at the same time that the polarization state is changed at the same time, ie as the phase plate changes, configured to stop shape suitable aperture in each polarization state is preferred .

例えば、露光に用いる数種類の偏光状態が分かっており、その偏光状態を形成する数種類の位相板をターレットのようなもので予め用意していれば、その位相板を用いる際に発生する偏光状態から最適な絞り形状(遮光板の幅、位置)、絞り構成(遮光板の数)、を調べておき、位相板ターレットと同期して動くターレットにその絞りを設置しておき、位相板ターレットを動かし偏光状態を変更するのと同時に、その偏光状態に適した絞りが変更される構成が望ましい。 For example, it is known several types of polarization states to be used for exposure, if it is prepared in advance several types of phase plates that form the polarization state like a turret, the polarization state that occurs when using the phase plate optimum aperture shape (light blocking plate width, position), the aperture arrangement (the number of light-shielding plate) advance examined in advance by installing the aperture on the turret that moves in synchronization with the phase plate turret to move the phase plate turret at the same time that changes the polarization state, it is desirable configuration aperture suitable for the polarization state is changed. また、偏光状態が微小に変化した場合などには、その都度遮光部を駆動する構成が望ましい。 Further, in the example, if the polarization state is changed minutely, the desired configuration for driving the respective light-shielding portion.

次に、図12及び図13を参照して、上述の露光装置1を利用したデバイス製造方法の実施例を説明する。 Next, with reference to FIGS. 12 and 13, a description will be given of an embodiment of a device manufacturing method using the above exposure apparatus 1. FIG. 図12は、デバイス(ICやLSIなどの半導体チップ、LCD、CCD等)の製造を説明するためのフローチャートである。 Figure 12 is a flowchart for explaining a fabrication of devices (semiconductor chips such as IC and LSI, LCD, CCD, etc.). ここでは、半導体チップの製造を例に説明する。 Here, a description will be given of a fabrication of a semiconductor chip as an example. ステップ1(回路設計)では、デバイスの回路設計を行う。 In step 1 (circuit design), circuit design of the device. ステップ2(マスク製作)では、設計した回路パターンを形成したマスクを製作する。 In step 2 (mask fabrication), a mask formed with a designed circuit pattern. ステップ3(ウェハ製造)では、シリコンなどの材料を用いてウェハを製造する。 In step 3 (wafer preparation) manufactures a wafer using materials such as silicon. ステップ4(ウェハプロセス)は、前工程と呼ばれ、マスクとウェハを用いて本発明のリソグラフィー技術によってウェハ上に実際の回路を形成する。 Step 4 (wafer process), which is referred to as a pretreatment, forms actual circuitry on the wafer through photolithography using the mask and wafer. ステップ5(組み立て)は、後工程と呼ばれ、ステップ4によって作成されたウェハを用いて半導体チップ化する工程であり、アッセンブリ工程(ダイシング、ボンディング)、パッケージング工程(チップ封入)等の工程を含む。 Step 5 (assembly) called a post-process, a semiconductor chip the wafer created by step 4 and includes an assembly step (dicing, bonding), a packaging step (chip encapsulation) including. ステップ6(検査)では、ステップ5で作成された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テストなどの検査を行う。 In step 6 (inspection) performs various tests for the semiconductor device made in Step 5, the inspection of durability tests conducted. こうした工程を経て半導体デバイスが完成し、それが出荷(ステップ7)される。 The semiconductor device is completed with these processes, it is shipped (step 7).

図13は、ステップ4のウェハプロセスの詳細なフローチャートである。 Figure 13 is a detailed flowchart of the wafer process in Step 4. ステップ11(酸化)では、ウェハの表面を酸化させる。 In step 11 (oxidation) oxidizes the wafer's surface. ステップ12(CVD)では、ウェハの表面に絶縁膜を形成する。 In step 12 (CVD), an insulating film is formed on the surface of the wafer. ステップ13(電極形成)では、ウェハ上に電極を蒸着などによって形成する。 In step 13 (electrode formation) forms electrodes upon the wafer by vapor deposition. ステップ14(イオン打ち込み)では、ウェハにイオンを打ち込む。 In step 14 (ion implantation) implants ion into the wafer. ステップ15(レジスト処理)では、ウェハに感光剤を塗布する。 In step 15 (resist process) applies a photosensitive material onto the wafer. ステップ16(露光)では、露光装置1によってマスクの回路パターンをウェハに露光する。 In step 16 (exposure), the circuit pattern of the mask on the wafer through the exposure apparatus 1. ステップ17(現像)では、露光したウェハを現像する。 In step 17 (development) develops the exposed wafer. ステップ18(エッチング)では、現像したレジスト像以外の部分を削り取る。 In step 18 (etching) etches parts other than a developed resist image. ステップ19(レジスト剥離)では、エッチングが済んで不要となったレジストを取り除く。 In step 19 (resist stripping) removes disused resist after etching. これらのステップを繰り返し行うことによってウェハ上に多重に回路パターンが形成される。 Multiple circuit patterns are formed on the wafer by repeating these steps. かかるデバイス製造方法によれば、従来よりも高品位のデバイスを製造することができる。 This device manufacturing method can manufacture higher quality devices than ever. このように、露光装置1を使用するデバイス製造方法、並びに結果物としてのデバイスも本発明の一側面を構成する。 Thus, the device fabrication method using the exposure apparatus 1, and resultant devices constitute one aspect of the present invention.

以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されないことはいうまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。 Having described preferred embodiments of the present invention, the present invention is of course is not limited to these embodiments, and various variations and modifications may be made within the scope of the invention.

本実施形態の露光装置1は、有効光源の基本形状を形成する面(A面)からレチクル200面までの光路を一の平面内に収めるミラー配置を採用している。 The exposure apparatus 1 of this embodiment employs a mirror arrangement to keep the optical path from the surface to form the basic shape of the effective light source (A side) until the reticle 200 surface in one plane. 加えて、露光装置1は、有効光源形成面近傍にそのミラー特性を補正するフィルター部材154を配置し、製造が簡単な構成でσ分布を光軸に関して対称にし、有効光源要因の露光パターンの方向差を抑えている。 In addition, the exposure apparatus 1 arranges the filter member 154 to correct the mirror characteristics near the effective light source forming surface, manufacture and symmetrically with respect to the optical axis σ distribution with a simple configuration, the direction of the exposure pattern of the effective light source factor to suppress a difference. また、露光装置1は、A面の近傍に、複数の独立駆動可能な遮光部を有するσ形状補正機構128を配置し、σ形状を変更可能としている。 The exposure apparatus 1 includes, in the vicinity of the surface A, to place the σ shape correction mechanism 128 having a plurality of independent drivable light shielding portion, thereby enabling changing the σ shape. また、照明光学系以外の要因で発生する露光パターンの方向差を軽減することができる。 Further, it is possible to reduce the directional difference of the exposure pattern generated by factors other than the illumination optical system. 更に、露光装置1は、照明状態を決定する遮光部材(固定絞り、可変開口角絞り、虹彩絞り、σ形状補正機構等)を複数の個所に配置し、機能を分担することにより、より多様な照明状態を形成することを可能にしている。 Further, the exposure apparatus 1, the light blocking member to determine the illumination condition by (fixed throttle, a variable aperture stop angle, iris diaphragm, sigma shape correction mechanism, etc.) were arranged in a plurality of positions, which share the function, more diverse it is made possible to form the lighting conditions.

本発明の一側面としての露光装置の概略構成図である。 It is a schematic configuration diagram of an exposure apparatus according to one aspect of the present invention. 図1に示す露光装置の光束形状変換手段の概略構成図である。 It is a schematic diagram of a light shaping means in the exposure apparatus shown in FIG. 図1に示す露光装置における光束変更手段の動作を説明するための概略平面図である。 It is a schematic plan view for explaining the operation of the light adjusting means in the exposure apparatus shown in FIG. 図1に示す光束変更手段の別の動作を説明するための概略平面図である。 It is a schematic plan view for explaining another operation of the light adjusting means shown in FIG. 図1に示す光束変更手段の更に別の動作を説明するための概略平面図である。 It is further a schematic plan view for explaining another operation of the light adjusting means shown in FIG. 図1に示す露光装置におけるミラーによる透過率分布の不均一性を説明するためのグラフである。 Is a graph illustrating the non-uniformity of the transmittance distribution caused by mirrors in the exposure apparatus shown in FIG. 図1に示す露光装置におけるミラーによる透過率分布の不均一性を説明するための概略平面図である。 It is a schematic plan view for illustrating the non-uniformity of the transmittance distribution caused by mirrors in the exposure apparatus shown in FIG. 図1に示す露光装置のフィルター部材の概略平面図である。 It is a schematic plan view of a filter member of the exposure apparatus shown in FIG. 図1に示す露光装置における照明方法の一例を示すフローチャートである。 Is a flowchart illustrating an example of a lighting method in the exposure apparatus shown in FIG. 図1に示す露光装置のσ形状補正機構の動作を説明するための概略図である。 It is a schematic diagram for explaining the operation of the σ shape correction mechanism of the exposure apparatus shown in FIG. 図10に示すσ形状補正機構の概略平面図である。 It is a schematic plan view of a σ shape correction mechanism shown in FIG. 10. デバイス(ICやLSIなどの半導体チップ、LCD、CCD等)の製造を説明するためのフローチャートである。 It is a flowchart for explaining a fabrication of devices (semiconductor chips such as IC and LSI, LCD, CCD, etc.). 図12に示すステップ4のウェハプロセスの詳細なフローチャートである。 Is a detailed flowchart of the wafer process in Step 4 shown in FIG. 12. 有効光源分布内の光束の偏光状態の例を示した図である。 Is a diagram showing an example of polarization states of light beams of the effective light source distribution. 図1に示す露光装置におけるミラーによる偏光状態の透過率分布の不均一性を説明するためのグラフである。 Is a graph illustrating the non-uniformity of the transmittance distribution of the polarization state by the mirror in the exposure apparatus shown in FIG. 偏光照明の際に瞳内に異なる偏光状態を発生させる場合の位相板構成、及びフィルター部材、絞りによる有効光源補正の例をしめした図である。 Phase plate configuration for generating the different polarization states in the pupil during the polarized illumination, and the filter member is a diagram showing an example of effective light source correction by squeezing. 偏光照明を行う場合と無偏光照明を行う場合における図1に示す照明光学系の拡大構成図である。 It is an enlarged configuration diagram of an illumination optical system shown in FIG. 1 in case of a case and a non-polarized illumination of performing polarized illumination. タンジェンシャル偏光照明におけるフィルターの透過率分布を設定する方法を説明する図である。 It is a diagram for explaining a method for setting the transmittance distribution of the filter in the tangential polarization illumination. クロスポール偏光照明におけるフィルターの透過率分布を設定する方法を説明する図である。 It is a diagram for explaining a method for setting the transmittance distribution of the filter in the cross-pole polarized illumination.

符号の説明 DESCRIPTION OF SYMBOLS

1 露光装置110 照明光学系120 光束形状変換手段128 σ形状補正機構150、151 折り曲げミラー152 ハーフミラー154 フィルター部材156 有効光源形成手段(ハエの目レンズ) 1 exposure apparatus 110 illuminating optical system 120 light shaping means 128 sigma shape correction mechanism 150, 151 folding mirror 152 half mirror 154 filter member 156 the effective light source forming means (fly-eye lens)
158 絞り200 レチクル300 投影光学系310 開口絞り400 プレート Stop 158 200 reticle 300 projection optical system 310 aperture stop 400 plates

Claims (24)

  1. 光源からの光束を用いて被照射面を照明する照明光学系であって、 An illumination optical system for illuminating an illumination target surface with a light beam from a light source,
    前記光源からの光束を変換し、前記被照射面とフーリエ変換の関係にある面において所定の光束形状を形成する光束形状変換手段と、 A light shaping means for forming a predetermined light flux shape in converting the light beam, is the relationship of the illuminated surface and the Fourier transform plane from the light source,
    前記光束形状変換手段からの光束を入射光として、有効光源を形成する有効光源形成手段と、 The light beam from the light shaping means as an incident light, an effective light source forming means for forming an effective light source,
    前記被照射面とフーリエ変換の関係にある面の近傍に配置され、前記光束形状変換手段により変換された光束の一部を遮光する遮光部材を有し、 Wherein arranged in the vicinity of the plane in which the relationship between the irradiated surface and the Fourier transform has a light shielding member for shielding a part of the converted light beam by the beam shaping means,
    前記遮光部材は、 The light shielding member,
    前記光束形状変換手段と前記有効光源形成手段との間に配置されており It is placed between the effective light source forming means and the light flux shape conversion unit,
    れぞれ独立して移動可能であり、中央に開口を形成するように設けられた複数の遮光部を有し、 Their respective are possible independently moving, a plurality of light-shielding portions provided so as to form an opening in the center,
    前記有効光源の形状の変更に応じて、前記複数の遮光部を移動することを特徴とする照明光学系。 In accordance with the change of the shape of the effective light source, the illumination optical system, characterized by moving the plurality of light blocking portions.
  2. 光源からの光束を用いて被照射面を照明する照明光学系であって、 An illumination optical system for illuminating an illumination target surface with a light beam from a light source,
    前記光源からの光束を変換し、前記被照射面とフーリエ変換の関係にある面において所定の光束形状を形成する光束形状変換手段と、前記光束形状変換手段からの光束を入射光として、有効光源を形成する有効光源形成手段と、 Converting the light beam from said light source, said the light shaping means for forming a predetermined light flux shape in plane having the relationship of the illuminated surface and the Fourier transform, as the incident light the light beam from the light shaping means, an effective light source and the effective light source forming means for forming a
    前記被照射面とフーリエ変換の関係にある面の近傍に配置され、前記光束形状変換手段により変換された光束の一部を遮光する遮光部材と、 Wherein a light shielding member disposed in the vicinity of the surface in the relationship between the irradiated surface and the Fourier transform, to shield part of the light beam converted by the beam shaping means,
    前記有効光源の偏光状態を設定する偏光設定手段とを有し、 And a polarization setting means for setting a polarization state of the effective light source,
    前記遮光部材は、 The light shielding member,
    前記光束形状変換手段と前記有効光源形成手段との間に配置されており It is placed between the effective light source forming means and the light flux shape conversion unit,
    れぞれ独立して移動可能であり、中央に開口を形成するように設けられた複数の遮光部を有し、 Their respective are possible independently moving, a plurality of light-shielding portions provided so as to form an opening in the center,
    前記有効光源の形状及び偏光状態のうち少なくとも一方の変更に応じて、前記複数の遮光部を移動することを特徴とする照明光学系。 The effective light source shape and in response to at least one of the change of the polarization state of the illumination optical system, characterized by moving the plurality of light blocking portions.
  3. 前記複数の遮光部は、前記照明光学系の光軸と垂直な方向に移動可能であることを特徴とする請求項1又は2に記載の照明光学系。 Wherein the plurality of light blocking portions, the illumination optical system according to claim 1 or 2, characterized in that it is movable in a direction perpendicular to the optical axis of the illumination optical system.
  4. 光源からの光束を用いて被照射面を照明する照明光学系であって、 An illumination optical system for illuminating an illumination target surface with a light beam from a light source,
    前記光源からの光束を変換し、前記被照射面とフーリエ変換の関係にある面において所定の光束形状を形成する光束形状変換手段と、 A light shaping means for forming a predetermined light flux shape in converting the light beam, is the relationship of the illuminated surface and the Fourier transform plane from the light source,
    前記光束形状変換手段からの光束を入射光として、有効光源を形成する有効光源形成手段と、 The light beam from the light shaping means as an incident light, an effective light source forming means for forming an effective light source,
    前記被照射面とフーリエ変換の関係にある面の近傍に配置され、前記光源からの光束の一部を遮光する複数の遮光部材とを有し、 Wherein arranged in the vicinity of the plane in which the relationship between the irradiated surface and the Fourier transform, and a plurality of light shielding members for shielding part of the light beam from the light source,
    前記遮光部材は、中央に開口を形成するように設けられ、 The light shielding member is provided so as to form an opening in the center,
    前記光束形状変換手段と前記有効光源形成手段との間に、前記複数の遮光部材のうち少なくとも1つが配置されており、 Between the effective light source forming means and the light flux shape conversion unit, at least one is arranged among the plurality of light blocking members,
    前記複数の遮光部材の各々は、前記照明光学系の光軸方向における互いに異なる位置に配置され、前記照明光学系の光路に対して挿脱可能であることを特徴とする照明光学系。 Wherein each of the plurality of light shielding members are arranged at different positions in the optical axis direction of the illumination optical system, illumination optical system, which is a removably with respect to the optical path of the illumination optical system.
  5. 前記被照射面とフーリエ変換の関係にある第1の面の近傍で挿脱可能な第1の遮光部材と、 A first light blocking member can be inserted and removed in the vicinity of the first face in the relationship of the illuminated surface and the Fourier transform,
    前記被照射面とフーリエ変換の関係にある第2の面の近傍で挿脱可能な第2の遮光部材とを有することを特徴とする請求項4に記載の照明光学系。 The illumination optical system according to claim 4, characterized in that a second light-shielding member capable of insertion and removal in the vicinity of the second surface in the relationship of the illuminated surface and the Fourier transform.
  6. 前記第1の遮光部材を複数有し、 Has a plurality of said first light shielding member,
    該複数の第1の遮光部材は、前記照明光学系の光路内において切り替えて配置されることを特徴とする請求項5に記載の照明光学系。 The first light shielding member and the plurality of illumination optical system according to claim 5, characterized in that it is arranged by switching the optical path of the illumination optical system.
  7. 前記第2の遮光部材を複数有し、 Has a plurality of said second light shielding member,
    該複数の第2の遮光部材は、前記照明光学系の光路内において切り替えて配置されることを特徴とする請求項6に記載の照明光学系。 Second light shielding member and the plurality of illumination optical system according to claim 6, characterized in that it is arranged by switching the optical path of the illumination optical system.
  8. 光源からの光束を用いて被照射面を照明する照明光学系であって、 An illumination optical system for illuminating an illumination target surface with a light beam from a light source,
    前記光源からの光束を変換し、前記被照射面とフーリエ変換の関係にある面において所定の光束形状を形成する光束形状変換手段と、 A light shaping means for forming a predetermined light flux shape in converting the light beam, is the relationship of the illuminated surface and the Fourier transform plane from the light source,
    前記光束形状変換手段からの光束を入射光として、有効光源を形成する有効光源形成手段と、 The light beam from the light shaping means as an incident light, an effective light source forming means for forming an effective light source,
    前記光源からの光束の一部を遮光し、前記被照射面とフーリエ変換の関係にある面の近傍において、前記照明光学系の光路に対して挿脱可能な第1の遮光部材と、 Shields the part of the light beam from the light source in the vicinity of the plane in which the relationship of the illuminated surface and the Fourier transform, the first light blocking member that removably with respect to the optical path of the illumination optical system,
    前記被照射面とフーリエ変換の関係にある面の近傍に配置され、前記光源からの光束の一部を遮光し、それぞれ独立して移動可能な複数の遮光部を有する第2の遮光部材とを有し、 Wherein arranged in the vicinity of the plane in which the relationship between the irradiated surface and the Fourier transform, and shielding a part of the light beam from said light source and a second light shielding member having independently the plurality of light shielding portions movable has,
    前記第1の遮光部材および前記第2の遮光部材の複数の遮光部は、中央に開口を形成するように設けられ、 Wherein the plurality of light blocking portions of the first light shielding member and the second shielding member is provided so as to form an opening in the center,
    前記光束形状変換手段と前記有効光源形成手段との間に、前記第1の遮光部材および前記第2の遮光部材のうち少なくとも1つが配置されていることを特徴とする照明光学系。 Between the effective light source forming means and the light flux shape conversion unit, an illumination optical system, characterized in that at least one of which is disposed among the first light shielding member and the second shielding member.
  9. 光源からの光束を用いて被照射面を照明する照明光学系であって、 An illumination optical system for illuminating an illumination target surface with a light beam from a light source,
    前記光源からの光束を変換し、前記被照射面とフーリエ変換の関係にある面において所定の光束形状を形成する光束形状変換手段と、 A light shaping means for forming a predetermined light flux shape in converting the light beam, is the relationship of the illuminated surface and the Fourier transform plane from the light source,
    前記光束形状変換手段からの光束を入射光として、有効光源を形成する有効光源形成手段と、 The light beam from the light shaping means as an incident light, an effective light source forming means for forming an effective light source,
    前記被照射面とフーリエ変換の関係にある面の近傍に配置され、前記光源からの光束の一部を遮光する複数の遮光部材とを有し、 Wherein arranged in the vicinity of the plane in which the relationship between the irradiated surface and the Fourier transform, and a plurality of light shielding members for shielding part of the light beam from the light source,
    前記光束形状変換手段と前記有効光源形成手段との間に、前記複数の遮光部材のうち少なくとも1つが配置されており、 Between the effective light source forming means and the light flux shape conversion unit, at least one is arranged among the plurality of light blocking members,
    前記複数の遮光部材の各々は、それぞれ独立して移動可能な複数の遮光部を有し、 Wherein each of the plurality of light shielding members may have a plurality of light shielding portions movable independently,
    前記複数の遮光部は、中央に開口を形成するように設けられていることを特徴とする照明光学系。 Wherein the plurality of light blocking portions, an illumination optical system characterized that you have provided so as to form an opening in the center.
  10. 前記複数の遮光部材のうちの1つは虹彩絞りであることを特徴とする請求項4に記載の照明光学系。 The illumination optical system according to claim 4 one, characterized in that a diaphragm iris of the plurality of light shielding members.
  11. 前記挿脱可能な第1の遮光部材は虹彩絞りであることを特徴とする請求項に記載の照明光学系。 The illumination optical system according to claim 8 the first light shielding member capable of the insertion and removal, characterized in that the a diaphragm iris.
  12. 前記複数の遮光部材のうちの1つにより、前記有効光源の開口角が定められることを特徴とする請求項4に記載の照明光学系。 Wherein the one of the plurality of light shielding members, the illumination optical system according to claim 4, characterized in that the opening angle of the effective light source is defined.
  13. 前記挿脱可能な第1の遮光部材により、前記有効光源の開口角が定められることを特徴とする請求項8に記載の照明光学系。 Wherein the insertion and removal possible first light blocking member, an illumination optical system according to claim 8, characterized in that the opening angle of the effective light source is defined.
  14. 前記有効光源の偏光状態を設定する偏光設定手段とを有することを特徴とする請求項4、8及び9のうちいずれか1項に記載の照明光学系。 The illumination optical system according to any one of claims 4, 8 and 9, characterized in that it has a polarization setting means for setting a polarization state of the effective light source.
  15. 前記遮光部材は、絞りであることを特徴とする請求項1乃至14の何れか1項に記載の露光装置。 The light blocking member, an exposure apparatus according to any one of claims 1 to 14, characterized in that a diaphragm.
  16. ミラーを有し、被露光体を露光する露光装置に使用され、光源からの光束を用いて被照射面を照明する照明光学系であって、 Has a mirror, is used for the exposure apparatus that exposes an object, an illumination optical system for illuminating an illumination target surface with a light beam from a light source,
    前記被照射面に、前記光束の入射角分布として有効光源を形成する光束形状変換手段と、 The surface to be irradiated, a light shaping means for forming an effective light source as an incident angle distribution of the light beam,
    前記照明光学系の光軸に沿って移動可能に配置される絞りとを有し、 And a diaphragm movably disposed along an optical axis of the illumination optical system,
    前記絞りは、前記被照射面と実質的にフーリエ変換の関係にある位置の近傍に配置されることを特徴とする照明光学系。 The diaphragm, the illumination optical system, characterized in that the is arranged near a position where the relationship of the illuminated surface and substantially the Fourier transform.
  17. 前記絞りは、複数の独立駆動可能な遮光部を有することを特徴とする請求項16に記載の照明光学系。 The stop is an illumination optical system according to claim 16, characterized in that it comprises a plurality of independent drivable light-shielding portion.
  18. 前記遮光部は、前記有効光源の形状を変更することを特徴とする請求項17に記載の照明光学系。 The light shielding unit, an illumination optical system according to claim 17, characterized in that changing the shape of the effective light source.
  19. 前記遮光部は、前記有効光源の形状を変更せずに前記有効光源の強度を変更することを特徴とする請求項17に記載の照明光学系。 The light shielding unit, an illumination optical system according to claim 17, characterized in that changing the intensity of the effective light source without changing the shape of the effective light source.
  20. 前記有効光源の複数の領域に前記光束の所定の偏光状態を設定する偏光設定手段を有することを特徴とする請求項18又は19に記載の照明光学系。 The illumination optical system according to claim 18 or 19, characterized in that it has a polarization setting means for setting a predetermined polarization state of the light beam into a plurality of regions of the effective light source.
  21. 前記複数の遮光部は、偏光状態に応じて移動されることを特徴とする請求項20に記載の照明光学系。 Wherein the plurality of light blocking portions, the illumination optical system according to claim 20, characterized in that it is moved in accordance with the polarization state.
  22. 前記複数の遮光部は、有効光源に応じて移動されることを特徴とする請求項17に記載の照明光学系。 Wherein the plurality of light blocking portions, the illumination optical system according to claim 17, characterized in that it is moved in accordance with the effective light source.
  23. 光源からの光束を用いて被照射面に配置されたレチクルを照明するための請求項1乃至22の何れか1項に記載の照明光学系と、 An illumination optical system according to any one of claims 1 to 22 for illuminating a reticle arranged in the irradiated surface with a light beam from a light source,
    被露光体上にレチクルのパターンを投影する投影光学系とを有することを特徴とする露光装置。 Exposure apparatus characterized by having a projection optical system for projecting a pattern of the reticle onto the object to be exposed.
  24. 請求項23に記載の露光装置を用いて、被露光体を露光するステップと、露光された被露光体を現像するステップとを有することを特徴とするデバイス製造方法。 Using an exposure apparatus according to claim 23, a device manufacturing method characterized by a step of developing the steps of exposing an object, exposed the object to be exposed.
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